L'Eau

Ken Tapping, le 15 juillet 2015

Lorsque les astronautes ont marché sur la Lune, ils ont regardé en direction de la Terre et constaté qu'elle ressemblait à une bille bleue mouchetée de nuages blancs. Si on parvenait à percer le voile de l'atmosphère terrestre, on distinguerait les taches brunâtres que forme le sol. Recouverte à plus de 70 % d'eau, notre planète mériterait davantage le nom d'Eau que celui de Terre.

Si l'écorce terrestre était aplatie de manière à former une sphère parfaitement lisse, sans continents en saillie ni bassins océaniques en dépression, la croûte terrestre serait immergée sous près de trois kilomètres d'eau. Cela montre bien qu'on trouve sur Terre une quantité phénoménale d'eau, sans laquelle la vie ne serait pas possible. Mais d'où vient toute cette eau?

L'eau est une substance formée de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène. Dans sa jeunesse, l'Univers était composé uniquement d'hydrogène. Les nuages d'hydrogène ont donné naissance aux premières étoiles, grâce à la fusion nucléaire qui leur a fourni l'énergie nécessaire pour qu'elles s'allument et brillent. L'hydrogène s'est aussi converti en hélium, en carbone et en oxygène. Ces gaz se sont dispersés dans l'espace lorsque les étoiles ont explosé après avoir épuisé leur combustible. Après quelques générations d'étoiles, l'oxygène s'est retrouvé en présence suffisante pour former des particules de glace, un composant essentiel des nuages de poussières cosmiques.

La Terre s'est formée il y a environ 4,5 milliards d'années, en même temps que le Soleil et les autres planètes de notre système solaire. Un gigantesque nuage de poussières cosmiques, de gaz et de cristaux de glace s'est en effet effondré sur lui-même, s'aplatissant en un disque dont le centre s'est ensuite contracté pour donner naissance au Soleil alors que le reste du nuage s'est agrégé pour former les planètes, les lunes et tous les autres objets qui composent le système solaire à l'heure actuelle. Grâce aux télescopes modernes, on peut voir dans l'espace de nouvelles étoiles et de nouveaux systèmes planétaires à tous les stades de leur genèse. C'est un processus qui se poursuit encore aujourd'hui.

Lorsqu'un nuage de poussières et de gaz s'effondre sur lui-même pour former de petits amas de matière, il se dégage des quantités prodigieuses d'énergie. C'est ainsi que la température à l'intérieur du Soleil a pu atteindre les 10 à 20 millions de degrés nécessaires pour déclencher la fusion nucléaire et permettre à la nouvelle étoile de briller. La formation des planètes ne génère pas autant d'énergie, mais à leur naissance, la Terre et les autres planètes étaient d'énormes boules de roc en fusion. On peut se demander si l'eau contenue dans les nuages de poussières et d'autres matières premières ne s'est pas évaporée lorsque la Terre s'est formée. Pour l'instant, on ignore la réponse, mais il existe deux théories à ce sujet. La première veut que la vapeur d'eau résultante ait formé une couche atmosphérique dense qui, une fois la surface de la Terre solidifiée et suffisamment refroidie, est retombée au sol sous forme de pluies ininterrompues pendant des milliers ou des millions d'années. Selon la seconde théorie, la Terre est devenue un amas rocheux aride, toute l'eau qu'elle renfermait s'étant évaporée dans l'espace. Toutefois, des pluies de comètes – des amas de glace sale de quelques kilomètres de diamètre – se sont ensuite abattues sur la planète. Si toute l'eau contenue sur Terre était concentrée dans une seule goutte, celle-ci ferait près de 1 500 kilomètres de diamètre. Il faudrait donc qu'un nombre incalculable de comètes aient déposé leur précieuse cargaison sur cette boule aride. C'est une des raisons pour lesquelles les astronomes s'intéressent tant aux comètes.

D'un côté, ces ambassadrices des confins de notre système solaire transportent en leur cœur les matériaux originels de la formation des planètes. Nous voulons évidemment connaître ces matériaux, puisqu'au fil des milliards d'années qui ont suivi la formation des planètes, dont la Terre, ils se sont constamment transformés. Nous aimerions aussi bien sûr découvrir la nature de l'eau à l'intérieur des comètes, puisque les atomes d'oxygène et d'hydrogène existent sous différentes formes, appelées isotopes, qui se distinguent par le nombre de neutrons qu'ils renferment. La proportion relative de ces différents isotopes est-elle la même que dans nos océans? La sonde Rosetta, qui s'est récemment posée sur une comète, a révélé que la glace qu'on y trouvait renfermait davantage de deutérium – un isotope de l'hydrogène – que l'eau contenue à la surface de la Terre, mais notre échantillon de comparaison se limite à une seule comète. Il se pourrait donc que le déluge originel soit la meilleure théorie dont nous disposions... pour l'instant.

Vénus et Jupiter sont encore proches l'une de l'autre au crépuscule. Saturne brille au sud. Nouvelle Lune le 15.

Ken Tapping est astronome à l'Observatoire de radio-astrophysique du Conseil national de recherches du Canada, à Penticton (C.-B.) V2A 6J9.

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