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Origine de la Terre

La question de l'origine de la Terre est l'une des questions majeures auxquelles les civilisations passées ont cherché à apporter une réponse et chacune d'elles se caractérise par une cosmogonie détaillée et complète sous la forme de mythes fondateurs. Notre époque n'échappe pas à cette règle et c'est aujourd'hui l'approche scientifique qui nous permet d'écrire (ou ré-écrire) les pages de l'Histoire de la formation de la Terre. Non seulement ce questionnement sur l'origine du monde suscite de l'intérêt auprès du public, mais ce laps de temps restreint - quelques dizaines de millions d'années seulement de l'effondrement d'un nuage interstellaire à la jeune Terre - focalise des phénomènes qui vont conditionner la structure de la Terre ainsi que son évolution. L'origine de la Terre constitue ainsi l'un des axes de recherche définis dans le cadre du Labex LIO (Lyon Institute of the Origins) 2012-2020, à l'instar de l'origine de l'univers, de la matière ou de la vie.  En premier lieu, la composition de la Terre sera étudiée à l'aide d'outils (ICPMS, TIMS) présents au laboratoire. Il s'agit tout d'abord de connaître l'origine de la matière qui constitue le disque d'accrétion du système solaire. L'analyse isotopique de la matière - terrestre, météoritique ou collectée lors de missions spatiales - peut nous renseigner sur le processus de nucléosynthèse mis en oeuvre pour engendrer cette matière. Provient-elle de l'explosion d'une seule ou de plusieurs supernovae ? Le nuage de poussières et de gaz présolaire était-il homogène ou hétérogène ? Ces questions rejoignent d'autres questions sur les relations qui lient la composition de la matière terrestre avec celle des différentes familles de météorites. Les réponses qui seront obtenues grâce à la géochimie pourront jouer un rôle discriminant visà-vis des différents scénarios d'accrétion de la Terre. 

 

L'accrétion est un processus à étapes multiples au cours duquel les planétésimaux qui entrent en collision avec la Terre sont eux-mêmes le résultat d'un processus d'accrétion. De plus la différenciation noyau-manteau ne succède pas à la phase d'accrétion mais lui est concomitante. Des météorites issues de planétésimaux d'un kilomètre de diamètre montrent qu'ils étaient déjà différenciés. Dans ce contexte, il faut réviser l'utilisation de chronomètres comme l'hafnium-plomb qui permettent de dater le dernier événement d'équilibre entre le manteau eet le noyau.

Il est crucial de tenir compte du mélange effectif au moment des impacts pour interpréter correctement les abondances d'éléments radioactifs et leurs produits. 

Nous  conduirons des études expérimentales sur l'efficacité - à grande et petite échelle de ce mélange et ce type de question sera l'objet de collaborations entre géochimistes et dynamiciens au sein du laboratoire.

 

Les mesures de plus haute précisionsont effectuées sur TIMS du site ENS (investissement LIO)