Pass the salt: This space rock holds clu
es as to how Earth got its water
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Passez le sel : cette roche spatiale contient des indices sur la façon dont la Terre a obtenu son eau
par Daniel Stolte, Université d'Arizona
PHOTOL'astéroïde Itokawa vu par le vaisseau spatial Hayabusa. L'astéroïde de type S en forme d'arachide mesure environ 1 100 pieds de diamètre et effectue une rotation toutes les 12 heures. 1 crédit
Le chlorure de sodium, mieux connu sous le nom de sel de table, n'est pas exactement le type de minéral qui capte l'imagination des scientifiques. Cependant, une poignée de minuscules cristaux de sel découverts dans un échantillon d'un astéroïde excitent les chercheurs du laboratoire lunaire et planétaire de l'Université d'Arizona, car ces cristaux ne peuvent s'être formés qu'en présence d'eau liquide.
Encore plus intrigant, selon l'équipe de recherche, est le fait que l'échantillon provient d'un astéroïde de type S, une catégorie connue pour manquer principalement de minéraux hydratés (aquifères). La découverte suggère fortement qu'une grande population d'astéroïdes traversant le système solaire pourrait ne pas être aussi sèche qu'on le pensait auparavant. La découverte, publiée dans Nature Astronomy, donne un nouvel élan à l'hypothèse selon laquelle la plupart sinon la totalité de l'eau sur Terre pourrait être arrivée par le biais d'astéroïdes au cours de l'enfance tumultueuse de la planète.
Zega et l'auteur principal de l'étude, Shaofan Che, chercheur postdoctoral au Lunar and Planetary Laboratory, ont effectué une analyse détaillée d'échantillons prélevés sur l'astéroïde Itokawa en 2005 par la mission japonaise Hayabusa et amenés sur Terre en 2010.
L'étude est la première à prouver que les cristaux de sel sont originaires du corps parent de l'astéroïde, excluant toute possibilité qu'ils se soient formés à la suite d'une contamination après que l'échantillon ait atteint la Terre, une question qui avait tourmenté les études précédentes qui avaient trouvé du chlorure de sodium dans les météorites. d'origine similaire.
"Les grains ressemblent exactement à ce que vous verriez si vous preniez du sel de table à la maison et que vous le placiez sous un microscope électronique", a déclaré Tom Zega, auteur principal de l'étude et professeur de sciences planétaires au UArizona Lunar and Planetary Laboratory. "Ce sont de beaux cristaux carrés. C'était drôle aussi, parce que nous avons eu de nombreuses conversations de groupe animées à leur sujet, parce que c'était tellement irréel."
Zega a déclaré que les échantillons représentent un type de roche extraterrestre connue sous le nom de chondrite ordinaire. Dérivé des astéroïdes dits de type S comme Itokawa, ce type représente environ 87% des météorites collectées sur Terre. Très peu d'entre eux contiennent des minéraux co"On a longtemps pensé que les chondrites ordinaires étaient une source d'eau improbable sur Terre", a déclaré Zega, directeur de l'installation d'imagerie et de caractérisation des matériaux de Kuiper au Lunar and Planetary Laboratory. "Notre découverte du chlorure de sodium nous indique que cette population d'astéroïdes pourrait contenir beaucoup plus d'eau que nous ne le pensions."
Aujourd'hui, les scientifiques s'accordent largement à dire que la Terre, ainsi que d'autres planètes rocheuses telles que Vénus et Mars, se sont formées dans la région intérieure du nuage tourbillonnant de gaz et de poussière autour du jeune soleil, connu sous le nom de nébuleuse solaire, où les températures étaient très élevées. - trop élevé pour que la vapeur d'eau se condense à partir du gaz, selon le Che.
"En d'autres termes, l'eau ici sur Terre devait être acheminée depuis les confins de la nébuleuse solaire, où les températures étaient beaucoup plus froides et permettaient à l'eau d'exister, très probablement sous forme de glace", a déclaré le Che. "Le scénario le plus probable est que des comètes ou un autre type d'astéroïde connu sous le nom d'astéroïdes de type C, qui résidaient plus loin dans la nébuleuse solaire, migrent vers l'intérieur et livrent leur cargaison aqueuse en impactant la jeune Terre."
La découverte que l'eau aurait pu être présente dans les chondrites ordinaires, et donc provenir de beaucoup plus près du soleil que leurs parents "plus humides", a des implications pour tout scénario tentant d'expliquer l'apport d'eau à la Terre primitive.
L'échantillon utilisé dans l'étude est une minuscule particule de poussière d'environ 150 micromètres, soit environ deux fois le diamètre d'un cheveu humain, à partir de laquelle l'équipe a coupé une petite section d'environ 5 microns de large - juste assez grande pour couvrir une seule cellule de levure - pour l'analyse.
En utilisant diverses techniques, Che a pu exclure que le chlorure de sodium soit le résultat d'une contamination provenant de sources telles que la sueur humaine, le processus de préparation des échantillons ou l'exposition à l'humidité du laboratoire.
Au laboratoire, Che et Zega ont intégré la particule de poussière de l'astéroïde Itokawa dans de la résine époxy pour la préparer à une coupe fine. L'échelle indique 200 micromètres, soit environ la largeur de deux ou trois cheveux humains placés côte à côte. Crédit : Shaofan Che et Tom Zega / Université de l'Arizona
Parce que l'échantillon avait été stocké pendant cinq ans, l'équipe a pris des photos avant et après et les a comparées. Les photos ont montré que la distribution des grains de chlorure de sodium à l'intérieur de l'échantillon n'avait pas changé, excluant la possibilité que l'un des grains se soit déposé dans l'échantillon pendant cette période. De plus, Che a réalisé une expérience de contrôle en traitant un ensemble d'échantillons de roches terrestres de la même manière que l'échantillon d'Itokawa et en les examinant au microscope électronique.
"Les échantillons terrestres ne contenaient pas de chlorure de sodium, ce qui nous a convaincus que le sel de notre échantillon est originaire de l'astéroïde Itokawa", a-t-il déclaré. "Nous avons exclu toute source possible de contamination."
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Zega a déclaré que des tonnes de matière extraterrestre pleuvaient sur Terre chaque jour, mais que la majeure partie brûlait dans l'atmosphère et n'atteignait jamais la surface.
"Vous avez besoin d'un rocher suffisamment gros pour survivre à l'entrée et fournir cette eau", a-t-il déclaré.
Des travaux antérieurs dans les années 1990 dirigés par feu Michael Drake, ancien directeur du Lunar and Planetary Lab, ont proposé un mécanisme par lequel les molécules d'eau du système solaire primitif pourraient être piégées dans des minéraux d'astéroïdes et même survivre à un impact sur la Terre.
"Ces études suggèrent que l'eau de plusieurs océans pourrait être acheminée uniquement par ce mécanisme", a déclaré Zega. "S'il s'avère maintenant que les astéroïdes les plus courants peuvent être beaucoup plus" humides "que nous ne le pensions, cela rendra l'hypothèse de l'apport d'eau par les astéroïdes encore plus plausible."
Les chercheurs ont utilisé un couteau en diamant pour trancher l'époxy et exposer une section à l'intérieur de la particule de poussière, vue ici au microscope électronique. Crédit : Shaofan Che et Tom Zega / Université de l'Arizona
Itokawa est un astéroïde proche de la Terre en forme d'arachide d'environ 2 000 pieds de long et 750 pieds de diamètre, et on pense qu'il s'est détaché d'un corps parent beaucoup plus grand. Selon Che et Zega, il est concevable que de l'eau gelée et du chlorure d'hydrogène gelé aient pu s'y accumuler, et que la désintégration naturelle des éléments radioactifs et les bombardements fréquents par des météorites au cours des premiers jours du système solaire aient pu fournir suffisamment de chaleur pour soutenir les processus hydrothermaux impliquant eau liquide. En fin de compte, le corps parent aurait succombé au martèlement et se serait fragmenté en fragments plus petits, conduisant à la formation d'Itokawa.
"Une fois que ces ingrédients se sont réunis pour former des astéroïdes, il est possible que de l'eau liquide se forme", a déclaré Zega. "Et une fois que vous avez formé des liquides, vous pouvez les considérer comme occupant des cavités dans l'astéroïde et potentiellement faire de la chimie de l'eau."
Cependant, les preuves indiquant que les cristaux de sel de l'échantillon d'Itokawa sont là depuis le début du système solaire ne s'arrêtent pas là. Les chercheurs ont trouvé une veine de plagioclase, un minéral de silicate riche en sodium, traversant l'échantillon, enrichi en chlorure de sodium.
"Lorsque nous voyons de telles veines d'altération dans des échantillons terrestres, nous savons qu'elles se sont formées par altération aqueuse, ce qui signifie que cela doit impliquer de l'eau", a déclaré le Che. "Le fait que nous voyons cette texture associée au sodium et au chlore est une autre preuve solide que cela s'est produit sur l'astéroïde alors que l'eau coulait à travers
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COMMENTAIRES
Certaines hypothéses me semblent tres interessantes ;par exemple celle de la migration de l eau depuis l exterieur de la proto nebuleuse solaire ;pour d autres je ne sduis pas assez mineralogiste pour me permettre de les juger
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More information: Shaofan Che et al, Hydrothermal fluid activity on asteroid Itokawa, Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-02012-x
Journal information: Nature Astronomy
Provided by University of Arizona
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