À l’échelle astronomique, c’est extrêmement rapide, expliquent les chercheurs.
Si l’on compare les quelque 4,6 milliards d’années d’existence du système solaire à une période de 24 heures, les nouveaux résultats indiquent que la proto-Terre s’est formée en environ une minute et demie.
Ainsi, les résultats de StarPlan rompent avec la théorie traditionnelle selon laquelle la proto-Terre s’est formée par des collisions aléatoires entre des corps planétaires de plus en plus grands pendant plusieurs dizaines de millions d’années – ce qui équivaut à environ 5 à 15 minutes sur les 24 heures fictives de formation mentionnées ci-dessus.
Au lieu de cela, les nouveaux résultats soutiennent une théorie alternative plus récente sur la formation des planètes par l’accrétion de poussière cosmique. L’auteur principal de l’étude, le professeur associé Martin Schiller, l’explique comme suit:
» L’autre idée est que nous partons de la poussière, essentiellement. Des objets de taille millimétrique, tous réunis, pleuvent sur le corps en croissance et font la planète en une seule fois « , dit-il, ajoutant:
« Cette implication de la formation rapide de la Terre n’est pas seulement intéressante pour notre système solaire. Il est également intéressant d’évaluer la probabilité que des planètes se forment ailleurs dans la galaxie. »
La composition en vrac du système solaire
La clé de la nouvelle découverte est venue sous la forme des mesures les plus précises des isotopes du fer qui ont jusqu’à présent été publiées scientifiquement.
En étudiant le mélange isotopique de l’élément métallique dans différentes météorites, les chercheurs n’ont trouvé qu’un seul type de matériau météoritique de composition similaire à la Terre: les soi-disant chondrites CI.
Les chercheurs à l’origine de l’étude décrivent la poussière de ce type fragile de météorite comme notre meilleur équivalent à la composition en vrac du système solaire lui-même. C’était de la poussière comme celle-ci combinée à du gaz qui était canalisé via un disque d’accrétion circumstellaire sur le Soleil en croissance.
Ce processus a duré environ cinq millions d’années et nos planètes ont été fabriquées à partir de matériaux contenus dans ce disque. Maintenant, les chercheurs estiment que le noyau ferreux de la proto-Terre s’est également déjà formé au cours de cette période, éliminant le fer accrété précoce du manteau.
Deux compositions de fer différentes
D’autres météorites, par exemple de Mars, nous indiquent qu’au début, la composition isotopique du fer du matériau contribuant à la croissance de la Terre était différente. Très probablement en raison du traitement thermique de la poussière près du jeune soleil, expliquent les chercheurs de StarPlan.
Après les premières centaines de milliers d’années de notre système solaire, il est devenu suffisamment froid pour que la poussière de CI non traitée provenant de plus loin dans le système pénètre dans la région d’accrétion de la proto-Terre.
« Cette poussière CI ajoutée a surimprimé la composition en fer dans le manteau terrestre, ce qui n’est possible que si la majeure partie du fer précédent était déjà retirée dans le noyau. C’est pourquoi la formation du noyau doit avoir eu lieu tôt « , explique Martin Schiller.
« Si la formation de la Terre était un processus aléatoire où vous venez de briser des corps ensemble, vous ne pourrez jamais comparer la composition en fer de la Terre à un seul type de météorite. Vous obtiendrez un mélange de tout « , ajoute-t-il.
Plus de planètes, plus d’eau, peut-être plus de vie
Sur la base des preuves de la théorie selon laquelle les planètes se forment par l’accrétion de poussière cosmique, les chercheurs pensent que le même processus peut se produire ailleurs dans l’univers.
Cela signifie que d’autres planètes peuvent également se former beaucoup plus rapidement que si elles se développaient uniquement à partir de collisions aléatoires entre des objets dans l’espace.
Cette hypothèse est corroborée par les milliers d’exoplanètes – des planètes d’autres systèmes solaires – que les astronomes ont découvertes depuis le milieu des années quatre-vingt-dix, explique le responsable du Centre et co-auteur de l’étude, le professeur Martin Bizzarro:
« Maintenant, nous savons que la formation de planètes se produit partout. Que nous avons des mécanismes génériques qui fonctionnent et font des systèmes planétaires. Lorsque nous comprenons ces mécanismes dans notre propre système solaire, nous pourrions faire des déductions similaires sur d’autres systèmes planétaires de la galaxie. Y compris à quel point et à quelle fréquence l’eau s’accumule « , dit-il, ajoutant:
« Si la théorie de l’accrétion planétaire précoce est vraiment correcte, l’eau n’est probablement qu’un sous-produit de la formation d’une planète comme la Terre making ce qui rend les ingrédients de la vie, tels que nous les connaissons, plus susceptibles d’être trouvés ailleurs dans l’univers. »