Premiers océans

Le récit

La planète bleue n’a pas toujours été bleue

Vue de l’espace, la Terre paraît bleue : plus de sept dixièmes de sa surface sont couverts d’eau, environ 1,3 milliard de kilomètres cubes d’océans. Aucune autre planète du Système solaire, pour autant que nous le sachions, n’a de mers liquides à sa surface. Mais d’où est venue toute cette eau ? Et depuis quand est-elle là ? Ce sont des questions sur lesquelles les scientifiques travaillent encore, et les réponses sont partielles.

Comment se forme un océan

Dans les premiers temps, la Terre était si chaude que l’eau ne pouvait exister que sous forme de vapeur, mêlée aux gaz de l’air. Au fil des millions d’années, la surface s’est refroidie. Quand la température est passée sous les 100 °C, à cette pression, la vapeur a pu se condenser en gouttes. Il s’est mis à pleuvoir. Les scientifiques imaginent des pluies très longues, peut-être pendant des milliers d’années, qui ont rempli les zones les plus basses de la croûte et formé les premiers océans. Une pluie sans fin, mais sans personne pour la voir.

Quand cela s’est-il passé ? La preuve la plus ancienne vient des cristaux de zircon de Jack Hills, dont tu as lu l’histoire dans la fiche précédente. Certains d’entre eux, datés d’environ 4,4 milliards d’années, portent dans leur composition une signature typique des roches qui interagissent avec l’eau liquide. C’est pourquoi beaucoup de spécialistes pensent que des océans, ou au moins de grandes étendues d’eau, existaient déjà à cette époque, seulement 150 millions d’années après la naissance de la Terre. D’autres chercheurs sont plus prudents, parce que les preuves sont indirectes. C’est pour cela que, sur la frise du temps, la date est approximative : autour de 4,3 milliards d’années.

D’où vient l’eau ?

Ici, les scientifiques ont deux hypothèses principales, et elles sont probablement vraies toutes les deux en partie. La première dit que l’eau était déjà dans les matériaux avec lesquels la Terre s’est formée. Beaucoup de roches contiennent de l’eau liée chimiquement dans leurs minéraux. Quand la planète était fondue, une partie de cette eau est sortie par les volcans sous forme de vapeur, un processus appelé dégazage. Aujourd’hui encore, les éruptions libèrent de grandes quantités de vapeur.

La seconde hypothèse dit qu’une partie de l’eau est arrivée de l’espace. Des astéroïdes riches en eau et d’autres corps venus des zones extérieures du Système solaire sont tombés sur la jeune Terre, en nombre énorme. En faveur de cette idée, il y a une preuve chimique : l’eau contient un type d’hydrogène plus lourd, le deutérium, dans une proportion que l’on peut mesurer. Celle de l’eau de nos mers ressemble beaucoup à celle d’un groupe de météorites appelées chondrites carbonées, et moins à celle de beaucoup de comètes. En 2014, la sonde européenne Rosetta a analysé la comète 67P et trouvé que son eau était différente de la nôtre, ce qui a rendu l’idée des comètes moins populaire.

Entre 2022 et 2025 sont arrivées d’autres preuves : les échantillons rapportés des astéroïdes Ryugu et Bennu contiennent des minéraux avec de l’eau, des argiles et des sels, et renforcent l’idée que des astéroïdes de ce type soient une bonne source. L’eau de la Terre a probablement les deux origines ; la proportion de l’une et de l’autre est encore à l’étude.

Une mer pour un Soleil faible

Il y a une énigme. Au début, le Soleil était environ 30 pour cent moins lumineux qu’aujourd’hui, comme toute jeune étoile. Avec si peu de lumière, les océans auraient dû geler, et pourtant les géologues trouvent des signes d’eau liquide. Ce problème s’appelle le « paradoxe du Soleil faible ». L’explication la plus admise est que l’atmosphère primitive contenait beaucoup de dioxyde de carbone et peut-être du méthane, des gaz qui retiennent la chaleur, et qu’ils ont gardé la Terre assez chaude.

Ces premiers océans étaient différents des nôtres. Il n’y avait pas d’oxygène dans l’air, l’eau était riche en fer dissous et avait probablement une couleur verdâtre. Les continents étaient peu nombreux et petits. Mais c’étaient de vrais océans, avec des vagues, des courants et des sources chaudes au fond, qui sont les lieux où beaucoup de scientifiques pensent que la vie a commencé.