Pourquoi les planètes ne manquent pas d’air ?
D’où viennent l’air que l’on respire et l’eau que l’on boit sur Terre et comment les autres planètes rocheuses s’entourent-elles d’une atmosphère ? Les températures extrêmes des mondes magmatiques à l’origine de la formation des planètes rocheuses impliquent la volatilisation et la perte de ces éléments gazeux dans l’espace.
Une étude publiée dans Science par une équipe internationale pilotée par L'institut des Sciences de la Terre d'Orléans, le GEOLAB Hangzhou International Innovation Institute (Chine), Géosciences Environnement Toulouse (GET, Toulouse, France) et le Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques (CRPG – CNRS/Université de Lorraine) propose aujourd’hui un éclairage nouveau via un mécanisme jusqu’alors insoupçonné d'incorporation des éléments volatils dans les planètes.
Grâce à des expériences réalisées en conditions extrêmes, ces chercheurs montrent que, dans ces mondes magmatiques, de la roche en fusion, des métaux en fusion et des bulles de gaz coexistent dans une configuration géométrique ordonnée : les bulles de gaz sont systématiquement attachées aux billes de métal au sein de la lave en fusion. Cette configuration géométrique, dictée par des propriétés d’interfaces gaz-métal-silicate, implique que les bulles de gaz peuvent être retenues à l’intérieur de la planète, voire peuvent couler attachées à des billes de métal, dans les profondeurs des océans de magma, peut-être jusqu’au noyau alors en formation. Ainsi, les planètes et leurs intérieurs ne manquent pas d’air.
Ce mécanisme d’attachement réconcilie la violence de la formation des planètes avec la préservation de constituants atmosphérique pourtant très volatiles et il s’applique à toutes les planètes rocheuses de notre système solaire et au-delà, à la condition que du métal se forme tôt dans l’histoire de la planète.