Une origine cométaire pour l'eau des océans? L’hypothèse était séduisante... Les astronomes y croyaient... Mais voilà, les dernières mesures de rapports isotopiques de l’eau sur Terre et dans les comètes le confirment : nos océans n’ont pas été apportés sur la terre primitive majoritairement lors d’un bombardement intensif de comètes.

L’origine de l’eau sur Terre demeure une grande énigme à l’heure actuelle. Les hypothèses sont variées, même si une direction se dessine : les températures importantes qui devaient régner sur la terre primordiale favorisent les hypothèses qui lui donnent une origine extraterrestre et postérieure à la période de formation de la terre. La quantité impressionnante de cratères sur la surface lunaire témoigne que les collisions ont effectivement été nombreuses dans le système solaire primordial. Les comètes étant essentiellement des blocs de glace, c’est naturellement vers elles que les astronomes se sont initialement tournés pour comprendre l’origine de l’eau terrestre : toute l’eau contenue dans les océans, ou une partie, aurait pu être apportée sur la terre durant une période de temps relativement courte, au cours d’un bombardement intensif de comètes. La comparaison de rapports isotopiques mesurés dans les eaux terrestre et cométaire fournit un moyen de tester cette hypothèse. La valeur d’un rapport isotopique est donnée par les abondances relatives de deux isotopes d’un même élément chimique. Par exemple, le rapport isotopique du carbone, noté 14C/12C, dans un milieu compare l’abondance chimique de l’isotope rare du carbone (14C) à celle de son isotope courant (12C) dans ce milieu.

« Si une comète tombe sur la surface de la terre, elle y dépose tous ses constituants, dont son eau qui va se diluer dans une éventuelle eau terrestre primitive, explique l’astronome Damien Hutsemékers (1), maître de recherches F.R.S.-FNRS au département d’Astrophysique, de Géophysique et d’Océanologie (AGO) de l’ULg. Tout rapport isotopique primitif de l’eau terrestre est alors modifié et remplacé par un rapport moyen dont la valeur est comprise entre la valeur terrestre avant le bombardement et la valeur cométaire. Dès lors, si les comètes ont réellement été la principale source pour les océans de la terre primitive, on s’attend à trouver des rapports isotopiques de l’eau semblables sur la terre actuelle et dans les comètes... moyennant certaines hypothèses sur leur non-variabilité au cours du temps. »

La mesure de rapports isotopiques cométaires demande une spectroscopie de très haute résolution : il s’agit de détecter les raies relatives à l’isotope rare qui ont une intensité plusieurs centaines de fois plus faible que celle des raies de l’isotope courant. Jusqu’aux années 2000, cette opération demeurait assez aléatoire : les astronomes étaient réduits à attendre patiemment qu’une comète extrêmement brillante daigne s’approcher suffisamment près du soleil pour rendre possible une mesure, comme avec Halley en 1986 ou Hale-Bopp en 1996 et 1997. Une autre possibilité était l’envoi d’une sonde spatiale vers ou sur une comète particulière, comme ce fut le cas avec l’impacteur embarqué sur la sonde Deep Impact qui a percuté la comète Tempel 1 en 2005. Autant dire que toutes ces occasions brillent par leur rareté...