« L’eau nous entoure, elle tombe du ciel, se précipite dans le lit des rivières, coule des robinets, et pourtant beaucoup d’entre nous ne se sont jamais arrêtés pour demander d’où elle vient. La réponse est compliquée, elle s’étend bien au-delà d’une marée montante ou d’un nuage lourd de pluie et remonte jusqu’aux origines mêmes de l’univers.
Peu après le big bang, les protons, les neutrons et les électrons ont essaimé dans une chaleur de 10 milliards de degrés . En quelques minutes, l’hydrogène puis l’hélium, connus sous le nom d’éléments légers, avaient pris forme à partir de ces blocs de construction atomiques dans un processus appelé nucléosynthèse. (Les éléments plus lourds ne sont apparus que bien plus tard, lorsque les éléments légers ont subi une fusion à l’intérieur des étoiles et pendant les supernovas. Au fil du temps, les étoiles ont envoyé vague après vague ces éléments plus lourds, dont l’oxygène, dans l’espace où ils se sont mélangés aux éléments plus légers.
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Bien sûr, la formation de molécules d’hydrogène et d’oxygène et la formation ultérieure d’eau sont deux choses différentes. C’est parce que même lorsque les molécules d’hydrogène et d’oxygène se mélangent, elles ont encore besoin d’une étincelle d’énergie pour former de l’eau. Le processus est violent, et jusqu’à présent, personne n’a trouvé le moyen de créer de l’eau en toute sécurité sur Terre.
Alors, comment notre planète en est-elle venue à être couverte d’océans, de lacs et de rivières ? La réponse simple est que nous ne le savons toujours pas, mais nous avons des idées. Une proposition stipule que, il y a près de 4 milliards d’années, des millions d’astéroïdes et de comètes ont claqué sur la surface de la Terre. Un rapide coup d’œil à la surface de la Lune, parsemée de cratères, nous donne une idée des conditions qui y régnaient. Selon la proposition, il ne s’agissait pas de roches normales mais plutôt de l’équivalent d’éponges cosmiques, chargées d’eau libérée lors de l’impact.
Si les astronomes ont confirmé que les astéroïdes et les comètes contiennent de l’eau, certains scientifiques pensent que la théorie n’en est pas une. Ils se demandent si suffisamment de collisions ont pu avoir lieu pour expliquer toute l’eau présente dans les océans de la Terre. En outre, des chercheurs de l’Institut de technologie de Californie ont découvert que l’eau de la comète Hale-Bopp contient beaucoup plus d’eau lourde (alias HDO, avec un atome d’hydrogène, un atome de deutérium et un atome d’oxygène) que les océans de la Terre, ce qui signifie que soit les comètes et les astéroïdes qui ont frappé la Terre étaient très différents de Hale-Bopp, soit la Terre a obtenu son eau ordinaire (alias H20, deux atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène) d’une autre manière.
Plus récemment, les astronomes ont peut-être révélé que la première hypothèse pourrait être vraie. En utilisant les observations de l’Observatoire stratosphérique pour l’astronomie infrarouge (SOFIA) – un avion 747 converti volant à haute altitude avec un télescope infrarouge de 2,7 mètres (106 pouces) dépassant de la queue – ils ont découvert que lorsque la comète Wirtanen s’est approchée au plus près de la Terre en décembre 2018, elle rejetait de la vapeur d’eau très « océanique » dans l’espace.
Wirtanen appartient à une famille spécifique de comètes appelées « comètes hyperactives » qui rejettent plus de vapeur d’eau dans l’espace que les autres. Les chercheurs l’ont déduit en comparant le rapport entre H2O et HDO observé. Les océans de la Terre ont un rapport D/H (rapport deutérium/hydrogène) très spécifique, et il semble que Wirtanen présente ce même rapport. L’observation des longueurs d’onde infrarouges depuis le sol étant impossible (l’atmosphère terrestre bloque ces longueurs d’onde), seuls les télescopes spatiaux et SOFIA (qui vole au-dessus de la majeure partie de l’atmosphère) peuvent faire des observations fiables des comètes.
Une autre proposition affirme qu’une jeune Terre a été bombardée par de l’oxygène et d’autres éléments lourds produits au sein du soleil. L’oxygène s’est combiné avec l’hydrogène et d’autres gaz libérés de la Terre dans un processus connu sous le nom de dégazage, formant les océans et l’atmosphère de la Terre en cours de route.
Une équipe de scientifiques de l’Institut de technologie de Tokyo, au Japon, a conçu une autre théorie encore, selon laquelle une épaisse couche d’hydrogène aurait pu autrefois recouvrir la surface de la Terre, interagissant finalement avec les oxydes de la croûte pour former les océans de notre planète.
Enfin, des simulations informatiques rapportées en 2017 ont suggéré une origine plus proche pour au moins une partie de l’eau sur notre planète. L’idée est que l’eau pourrait se développer au plus profond du manteau terrestre et éventuellement s’échapper par des tremblements de terre.
Et donc, bien que nous ne puissions pas dire avec certitude comment l’eau est arrivée sur Terre, nous pouvons dire que nous avons de la chance qu’elle l’ait fait.
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