L’eau est fondamentale pour la vie sur Terre. Pourtant, malgré son importance, les scientifiques ne disposent pas encore d’une image complète de l’origine de l’eau terrestre. Désormais, une nouvelle étude suggère que le manteau de la planète pourrait dissimuler un réservoir d’eau ancien, susceptible de préserver une partie de l’eau qui remonte à la formation de la Terre il y a des milliards d’années.
Une équipe de scientifiques a identifié deux oxyhydroxydes ferreux jusqu’alors inconnus capables de stocker de l’eau sous les pressions et les températures extrêmes qui règnent profondément à l’intérieur de la Terre. Les résultats, publiés dans Nature Geoscience, apportent de nouveaux indices sur notre compréhension du cycle de l’eau terrestre et de la structure interne.
Réservoir caché
L’eau joue un rôle étonnamment important profondément à l’intérieur de la Terre; elle influence le mouvement des plaques tectoniques, contribue à alimenter la volcanologie et modifie le comportement des roches. Elle n’est pas nécessairement présente sous forme d’eau libre. En réalité, une grande partie est chimiquement liée à l’intérieur des minéraux de la croûte et du manteau. Jusqu’à présent, cependant, les scientifiques n’étaient pas certains des minéraux capables de conserver de l’eau sur de longues périodes sous les conditions extrêmes du manteau profond.
Pour aider à résoudre le mystère de l’eau stockée sur Terre, les chercheurs à l’origine de cette nouvelle étude ont reproduit en laboratoire les conditions de pression et de température extrêmes rencontrées profondément à l’intérieur de la planète. Ils ont compressé de minuscules échantillons entre deux diamants et les ont chauffés au moyen de lasers, atteignant des pressions d’environ deux millions de fois celles de l’atmosphère et des températures d’environ 4 500 Fahrenheit (2 500 degrés Celsius). Ces conditions se rapprochent de celles observables à environ 1 800 miles (2 900 kilomètres) sous la surface.
Sous ces conditions extrêmes, deux oxyhydroxydes de fer — Fe5O12Hx et Fe7O12Hx — se sont formés. Les nouveaux composés se sont constitués non seulement à partir de matériaux riches en eau, mais aussi à partir d’échantillons qui en contenaient presque pas.
« Il semble que même de très petites quantités d’hydrogène suffisent à faire apparaître ces composés riches en eau à base de fer », a déclaré Leonid Dubrovinsky, chercheur au Bavarian Research Institute of Experimental Geochemistry and Geophysics (BGI) de l’Université de Bayreuth et l’un des auteurs de la nouvelle étude, dans un communiqué.
Pistes antiques
Les oxyhydroxydes de fer seraient capables de capturer et de retenir l’eau sur une large plage de conditions du manteau inférieur et peuvent accueillir à la fois de l’eau primordiale et de l’eau recyclée, selon l’étude.
« Ces minéraux pourraient aussi stocker l’eau transportée en profondeur par le mouvement des plaques tectoniques. Comme les composés sont très denses, ils resteraient probablement près de la frontière noyau-manteau et y conserveraient l’eau sur des échelles géologiques », a déclaré Man Lianjie, ancien doctorant au BGI et l’un des auteurs de l’étude, dans un communiqué.
Bien que l’expérience récente indique que ces nouveaux composés sont des candidats idéaux pour stocker l’eau profondément dans le manteau terrestre, elle ne démontre pas nécessairement qu’ils se produisent naturellement dans l’intérieur de notre planète. Néanmoins, les résultats apportent de nouvelles clés sur les emplacements possibles où l’eau ancienne de la Terre pourrait se cacher.
