Le cœur de notre planète laisserait s'échapper un élément emprisonné depuis des milliards d'années, ressortant au final par les volcans.
Pour comprendre, il faut remonter à la naissance de la Terre. Notre planète était alors en grande partie recouverte d'un océan de roche fondue. En refroidissant, cette matière a formé le manteau, l'épaisse couche située entre la croûte terrestre et le noyau métallique.
La Terre en coupe.
Image : Argonne National Laboratory / Flickr / CC 2.0
Aujourd'hui encore, des roches remontent parfois des profondeurs et alimentent des volcans. Certaines laves, notamment en Islande et sur l'île de Baffin dans l'Arctique canadien, possèdent une composition chimique étonnante. Elles contiennent une proportion anormalement faible d'une forme particulière de l'hydrogène : le deutérium.
L'hydrogène existe en effet sous plusieurs formes. La plus courante est très légère. Le deutérium est un peu plus lourd, car son noyau possède un neutron supplémentaire. En comparant leurs proportions dans les roches, les chercheurs peuvent retrouver des indices sur l'origine de leur matière.
Deux explications existaient pour ces laves inhabituelles. La première supposait que leur composition avait été figée dès la formation du manteau, lorsque l'océan de roche fondue s'était solidifié. La seconde proposait que de l'hydrogène ancien s'échappe du noyau métallique pour rejoindre le manteau au fil du temps.
Modèle schématique de l'origine des anomalies détectées.
Pour les départager, une équipe de chercheurs a simulé les conditions qui régnaient à l'intérieur de la jeune Terre. Les calculs montrent que le refroidissement de l'océan de magma ne suffit pas, à lui seul, à expliquer les faibles quantités de deutérium mesurées dans certaines laves.
Un autre indice va dans le même sens : ces roches présentent parfois une proportion inhabituelle d'hélium-3, une forme rare de l'hélium qui pourrait avoir été conservée dans les profondeurs de la Terre depuis son origine. L'association de ces deux signatures rend l'hypothèse d'un apport venu du noyau plus convaincante.
Si cette fuite existe, elle pourrait se poursuivre depuis des milliards d'années. Les chercheurs doivent maintenant comprendre comment l'hydrogène franchirait cette frontière située à des milliers de kilomètres sous nos pieds. L'histoire chimique de la Terre pourrait ainsi être liée à des échanges profonds.