De l'eau, de l'eau partout… Les anciens marins embarqués de Coleridge étaient en proie à un manque d'eau alors qu'ils étaient entourés d'une mer de choses, et alors que 70% de la surface de la Terre est en effet recouverte d'eau (dont 96% d'eau salée, donc pas une goutte à boire), il y a vraiment pas tant que ça - pas par rapport à la masse entière de la planète. Moins de 1% de la Terre est de l'eau, ce qui semble étrange aux scientifiques car, sur la base des modèles conventionnels de la formation du système solaire, il aurait dû y en avoir beaucoup plus l'eau disponible dans le cou de la Terre des bois quand il se réunissait. La question a donc flotté: pourquoi la Terre est-elle si sèche?
Selon une nouvelle étude du Space Telescope Science Institute à Baltimore, MD, la réponse pourrait résider dans la neige.
le ligne de neige, pour être exact. Région au sein d'un système planétaire au-delà de laquelle les températures sont suffisamment froides pour que la glace d'eau existe, la ligne de neige de notre système solaire est actuellement située au milieu de la principale ceinture d'astéroïdes, entre les orbites de Mars et de Jupiter. Basée sur des modèles conventionnels de l'évolution du système solaire, cette frontière était plus proche du Soleil, il y a 4,5 milliards d'années. Mais si tel était effectivement le cas, alors la Terre aurait dû accumuler beaucoup plus de glace (et donc d'eau) au fur et à mesure de sa formation, devenant un véritable «monde de l'eau» avec une masse d'eau allant jusqu'à 40%… au lieu d'une seule.
Comme nous pouvons le voir aujourd'hui, ce n'était pas le cas.
“Pdes ruelles comme Uranus et Neptune qui se sont formées au-delà de la ligne de neige sont composées de dizaines de pourcentages d'eau. Mais la Terre n'a pas beaucoup d'eau, et cela a toujours été un casse-tête. "
- Rebecca Martin, Institut des sciences du télescope spatial
Une étude menée par les astrophysiciens Rebecca Martin et Mario Livio du Space Telescope Science Institute a examiné la façon dont la ligne de neige dans notre système solaire a évolué et a découvert que, dans leurs modèles, la Terre était jamais à l'intérieur de la ligne. Au lieu de cela, il est resté dans une région plus chaude et plus sèche à l'intérieur de la ligne de neige et loin de la glace.
"Contrairement au modèle standard à disque d'accrétion, la ligne de neige dans notre analyse ne migre jamais à l'intérieur de l'orbite de la Terre", a déclaré Livio. «Au lieu de cela, elle reste plus éloignée du Soleil que l'orbite de la Terre, ce qui explique pourquoi notre Terre est une planète sèche. En fait, notre modèle prédit que les autres planètes les plus intérieures, Mercure, Vénus et Mars, sont également relativement sèches. "
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Le modèle standard indique que dans les premiers jours de la formation d'un disque protoplanétaire, le matériau ionisé à l'intérieur de celui-ci tombe progressivement vers l'étoile, attirant vers l'intérieur la région glaciale et turbulente de la neige. Mais ce modèle dépend de l'énergie d'une étoile extrêmement chaude qui ionise complètement le disque - énergie qu'une jeune étoile, comme notre Soleil, n'avait tout simplement pas.
"Nous avons dit, attendez une seconde, les disques autour des jeunes stars ne sont pas complètement ionisés", a déclaré Livio. "Ce ne sont pas des disques standard car il n'y a tout simplement pas assez de chaleur et de rayonnement pour ioniser le disque."
«Les astrophysiciens savent depuis longtemps que les disques autour des jeunes objets stellaires NE SONT PAS des disques d'accrétion standard (à savoir, ceux qui sont ionisés et turbulents partout)», a ajouté le Dr Livio dans un e-mail à Space Magazine. «Les modèles de disques avec des zones mortes ont été construits par de nombreuses personnes depuis de nombreuses années. Pour une raison quelconque, cependant, les calculs de l'évolution de la ligne de neige ont en grande partie continué à utiliser les modèles de disques standard. »
Sans disque entièrement ionisé, le matériau n'est pas aspiré vers l'intérieur. Au lieu de cela, il orbite autour de l'étoile, condensant le gaz et la poussière dans une «zone morte» qui empêche les matériaux périphériques de se rapprocher. La gravité comprime le matériau de la zone morte, qui se réchauffe et dessèche les glaces qui existent immédiatement à l'extérieur. Sur la base des recherches de l'équipe, c'est dans cette région sèche que la Terre s'est formée.
Le reste, comme on dit, est de l'eau sous le pont.
Les résultats de l’équipe ont été acceptés pour publication dans la revue Monthly Notices de la Royal Astronomical Society.
Lisez le communiqué sur le site d'actualités Hubble ici et consultez l'article complet ici.
Image principale: la Terre vue par le vaisseau spatial MESSENGER avant son départ pour Mercure en 2004. NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington. Image du modèle de disque: NASA, ESA et A. Feild (STScI). Image du volume d'eau de la Terre: Howard Perlman, USGS; illustration d'un globe par Jack Cook, Woods Hole Oceanographic Institution (©); Adam Nieman.
