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La mission Rosetta permet d'en apprendre davantage sur la formation de notre atmosphère

Est-ce que j’ai une gueule d’atmosphère ?
Tech 6 min
La mission Rosetta permet d'en apprendre davantage sur la formation de notre atmosphère
Crédits : studio023/iStock

Entre 17 et 27 % de notre atmosphère proviendrait des comètes, c'est ce qu'annoncent des chercheurs dans une publication scientifiques dans Sciences. Pour arriver à cette conclusion, ils se basent sur des données recueillies par la mission Rosetta.

La mission Rosetta de l'Agence spatiale européenne (ESA) est incontestablement un succès, aussi bien sur le plan scientifique que publicitaire. Lancée en 2004, la sonde a voyagé pendant 10 ans pour arriver à destination. Elle a alors largué son petit module Philae qui s'est ensuite posé sur la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko. Après quelques rebondissements, il a commencé ses expériences et mesures avant de s'éteindre. Fin septembre 2016, l'orbiteur Rosetta est venu poser un « ultime baiser » sur la comète, prenant au passage en photo Philae.

Si la mission d'exploration est donc terminée depuis plusieurs mois, ce n'est pas le cas de l'analyse des données, qui continuent de fournir de nouveaux résultats au gré des publications scientifiques. Dernière en date, un article dans le prestigieux magazine Sciences intitulée « Les isotopes au xénon dans 67P / Churyumov-Gerasimenko montrent que les comètes ont contribué à l'atmosphère terrestre ». Mais de quoi s'agit-il exactement ?

L'eau ne vient pas de la comète, contrairement à une partie de notre atmosphère

Un des objectifs principaux de la mission Rosetta est d'étudier la composition des comètes afin de « mieux comprendre les processus qui ont mené à la formation du système solaire », et donc notre bonne vieille Terre, explique le CNES. Les premiers résultats ne se sont pas fait attendre et sont tombés dès le début de l'année 2015.

« Rosetta a découvert que l'eau de la comète est différente de l'eau sur Terre. L'hydrogène qui la compose n'est pas pareil. Cette découverte suggère un lien entre l'eau sur Terre et sur les astéroïdes plutôt qu'avec les comètes » expliquait alors Philippe Gaudon, chef de projet Rosetta au CNES.

Si l'eau sur Terre ne provient visiblement pas des comètes, c'est « en revanche positif pour l’atmosphère » affirme sans détour Bernard Marty lors d'un entretien au CNES. Il connait bien ce sujet puisqu'il est chercheur au Centre de recherches pétrographiques et géochimiques (CRPG) du CNRS et de l'Université de Lorraine, mais aussi cosignataire de la publication scientifique.

Le xénon a parlé 

« Nos analyses ont montré que le rapport isotopique d’un autre élément des comètes, le xénon, a une signature spécifique que l’on retrouve dans le xénon de notre atmosphère. Établissant ainsi pour la première fois un lien qualitatif et quantitatif entre les comètes et notre atmosphère, de l’ordre de 20% » ajoute-t-il. En fait, il est question de 22 ± 5 % selon la publication scientifique, soit entre 17 et 27 %. Pour résumer, entre un quart et un cinquième de l'atmosphère de la Terre proviendrait donc des comètes.

Pour arriver à cette conclusion, Bernard Marty explique que le xénon peut avoir plus ou moins de neutrons (ou parle alors d'isotopes). Si ses propriétés restent identiques, cette différence permet de l'identifier. Ce qui est d'autant plus intéressant, c'est que ce gaz rare est un « marqueur des processus de formation du Système solaire » indique le CNRS.

Or, l’atmosphère terrestre « possède une signature isotopique spécifique : un cas unique dans le système solaire » affirme encore le centre national de la recherche scientifique. En se basant sur les données recueillies par Rosina (un des instruments de la sonde Rosetta), il ajoute que le « xénon primitif apporté sur Terre durant les premières phases de formation du Système solaire serait issu d’un mélange de xénon provenant des comètes et des astéroïdes ». 

Une opération délicate qui a obligé Rosetta à se rapprocher de la comète

Simple en théorie, mais difficile à mettre en œuvre dans la pratique. En effet, les gaz rares sont, par définition, peu abondants et donc difficiles à analyser, surtout dans de telles conditions. Afin de pouvoir détecter correctement le xénon, il fallait que Rosetta s'approche de la surface de la comète entre 5 et 8 km, mais aussi qu'elle reste à cette distance suffisamment longtemps. Une opération risquée pour l'orbiteur.

En effet, le risque d'un crash était important, car il fallait une demi-heure à un ordre envoyé par la Terre pour arriver à l'orbiteur. Ce dernier devait donc être autonome dans le calcul de ses trajectoires afin d'éviter une collision qui aurait été fatale. Afin de se repérer dans l'espace, Rosetta utilisait une triangulation par rapport à des étoiles lointaines, mais en étant proche de la comète elle prenait le risque de confondre des étoiles avec des particules de matière éjectées par 67P. 

En tout état de cause, Bernard Marty explique la responsable de ROSINA Kathrin Altwegg « a réussi à négocier et à obtenir 3 semaines d’observations ». L'opération a été un succès, malgré une frayeur avec la perte de contrôle de la sonde pendant quelques heures. 

Pour résumer, l'étude de 67P a permis d'écarter la piste de l'arrivée de l'eau par les comètes, mais elle a confirmé la présence dans l'atmosphère de xénon que l'on retrouve sur les comètes. Il reste encore certainement des quantités de données à analyser et donc des publications scientifiques à venir pendant encore un bon moment. Nous serons évidemment sur la brèche afin de vous en tenir informé.

Pour revivre cette mission hors norme, n'hésitez pas à consulter nos précédents articles :

13 commentaires
Avatar de PtaH INpactien
Avatar de PtaHPtaH- 19/06/17 à 13:17:53

Petite question.

On compare l'eau sur terre, à l'eau qui se trouvait sur cette comète, et suite à la différence entre les deux, on en déduit que l'eau sur terre ne provient pas des comètes dans leur ensemble.

Sur quoi ce basent il pour extrapoler comme ca? Toutes les comètes sont parfaitement identiques?

Avatar de darkbeast Abonné
Avatar de darkbeastdarkbeast- 19/06/17 à 13:34:03

PtaH a écrit :

Petite question.

On compare l'eau sur terre, à l'eau qui se trouvait sur cette comète, et suite à la différence entre les deux, on en déduit que l'eau sur terre ne provient pas des comètes dans leur ensemble.

Sur quoi ce basent il pour extrapoler comme ca? Toutes les comètes sont parfaitement identiques?

sauf erreur de ma part, la plus part des comètes viennent du nuage de oort donc du même endroit et du coups il y a de fortes chances qu'elle soient faites des mêmes éléments

Avatar de Commentaire_supprime Abonné
Avatar de Commentaire_supprimeCommentaire_supprime- 19/06/17 à 13:47:34

PtaH a écrit :

Petite question.

On compare l'eau sur terre, à l'eau qui se trouvait sur cette comète, et suite à la différence entre les deux, on en déduit que l'eau sur terre ne provient pas des comètes dans leur ensemble.

Sur quoi ce basent il pour extrapoler comme ca? Toutes les comètes sont parfaitement identiques?

Analyse isotopique pour la comète et l'atmosphère terrestre, spectroscopie pour les autres comètes.

Avatar de anonyme_8ce6f4774d9018fb0696aa6b7572a96b INpactien

J'attendrai de lire l'article sur le même sujet dans S&A. La façon dont ces éléments sont présentés me laissent dubitatif. En effet, dans l'air qu'on respire, il y a 78% d'azote gazeux, 20% d'oxygène gazeux, près de 1% d'argon. Il ne reste plus que 1%,pour les autres gaz dont l'eau sous forme de vapeur (les nuages) et le célèbre et fameux CO2 gazeux. Donc extrapoler à partir du xénon, c'est douteux. Des raccourcis ont dû être empruntés pour la vulgarisation du sujet.

Avatar de jackjack2 Abonné
Avatar de jackjack2jackjack2- 19/06/17 à 14:26:28

heret a écrit :

J'attendrai de lire l'article sur le même sujet dans S&A. La façon dont ces éléments sont présentés me laissent dubitatif. En effet, dans l'air qu'on respire, il y a 78% d'azote gazeux, 20% d'oxygène gazeux, près de 1% d'argon. Il ne reste plus que 1%,pour les autres gaz dont l'eau sous forme de vapeur (les nuages) et le célèbre et fameux CO2 gazeux. Donc extrapoler à partir du xénon, c'est douteux. Des raccourcis ont dû être empruntés pour la vulgarisation du sujet.

http://science.sciencemag.org/content/356/6342/1069

Xenon isotopes in 67P/Churyumov-Gerasimenko show that comets contributed to Earth's atmosphere

Abstract
The origin of cometary matter and the potential contribution of comets to inner-planet atmospheres are long-standing problems. During a series of dedicated low-altitude orbits, the Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis (ROSINA) on the Rosetta spacecraft analyzed the isotopes of xenon in the coma of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko. The xenon isotopic composition shows deficits in heavy xenon isotopes and matches that of a primordial atmospheric component. The present-day Earth atmosphere contains 22 ± 5% cometary xenon, in addition to chondritic (or solar) xenon.

Avatar de Mearwen Abonné
Avatar de MearwenMearwen- 19/06/17 à 14:30:57

Le xénon a une propriété que n'ont pas les autres composant gazeux terrestre c'est d'avoir une signature isotopique unique (Principalement du au fait qu'il existe 8 isotopes stables de Xe).
Donc on peut comparer les signatures des différentes sources de Xe et en fonction de l'age d'origine ( Xe piégé dans les différentes couches géologies ).
Donc une fois mesurée la composition exacte du Xe dans les comètes, on peut en tirer un % de Xe provenant des comètes. Une fois ça on a plus qu'a mesurer le% de Xenon dans la comète et en déduire l'apport gazeux de celle ci dans l'atmosphère (Le reste des gaz de la comète suivant par extension le même chemin que le Xe lors d'un crash de comète).
Après l'écart dans le résultat provient je pense des incertitudes de mesures et de la variabilité des compositions de comètes.
 

Avatar de Apone Abonné
Avatar de AponeApone- 19/06/17 à 14:49:19

c'est une vue d'artiste la "photo" non ?
parce qu'elle me parrait super épaisse l’atmosphère.

http://www.maxicours.com/se/fiche/1/9/271019.html

Avatar de podcol Abonné
Avatar de podcolpodcol- 19/06/17 à 15:05:22

heret a écrit :

 l'eau sous forme de vapeur (les nuages) 

les nuages c'est de l'eau liquide non ?

Avatar de CryoGen Abonné
Avatar de CryoGenCryoGen- 19/06/17 à 15:13:53

Wikipedia à la rescousse a écrit :

En météorologie, un nuage est une masse visible constituée initialement d'une grande quantité de gouttelettes d’eau (parfois de cristaux de glace associés à des aérosols chimiques ou des minéraux) en suspension dans l’atmosphère au-dessus de la surface d'une planète. L’aspect d'un nuage dépend de la lumière qu’il reçoit, de la nature, de la dimension, du nombre et de la répartition des particules qui le constituent. Les gouttelettes d’eau d’un nuage proviennent de la condensation de la vapeur d’eau contenue dans l’air. La quantité maximale de vapeur d’eau (gaz invisible) qui peut être contenue dans une masse d'air est fonction de la température : plus l’air est chaud, plus il peut contenir de vapeur d’eau.

Édité par CryoGen le 19/06/2017 à 15:14
Avatar de Paratyphi Abonné
Avatar de ParatyphiParatyphi- 19/06/17 à 15:14:51

https://www.youtube.com/watch?v=U1OEPKrOsMo

:D

Édité par Paratyphi le 19/06/2017 à 15:16
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