Hydrogène et Deutérium

Le Deutérium est l'isotope de l'Hydrogène : son noyau est composé d'un proton (p) et d'un neutron (n).

Crédit : UFE-Observatoire de Paris

Plus proche de nous, dans notre Système Solaire, l’eau est omniprésente.

On la trouve dans les atmosphères des planètes géantes, ainsi que dans l’atmosphère de Mars, Vénus et bien sûr, la Terre.

Au fait, en ce qui concerne les planètes telluriques, l’eau a joué un rôle critique dans l’évolution de ces corps.

Par exemple, on peut essayer de comprendre l’histoire de l’eau sur Vénus et sur Mars, ce qui peut nous fournir des indices sur l’évolution de ces planètes. Et dans cette recherche, le rapport D/H apparait comme un paramètre décisif.

D c’est le Deutérium, l’isotope de l’hydrogène. C’est l’atome de l’hydrogène alourdi avec dans son noyau un proton plus un neutron. Ce rapport est enrichi d’un facteur 5 sur Mars et 120 sur Vénus par rapport à la valeur trouvée sur Terre sous la forme de HDO, c’est à dire, l’eau eau semi-lourde.

Vénus

Sur vénus la température est de 460 °C

Crédit : ESA/NASA

Vénus est plus chaude que la Terre, car elle est plus proche du Soleil. L’eau qui était à priori aussi abondante que sur la Terre, s’est plus facilement évaporée.

L’eau passe ainsi à l’état de vapeur dans l’atmosphère où le rayonnement Ultra Violet la détruit. Ainsi la molécule d’eau se dissocie entre atomes d’oxygène, d’hydrogène et de deutérium dans le cas de l’eau lourde. Le deutérium étant deux fois plus lourd que l’hydrogène il s’échappe plus difficilement.

La conséquence de cet échappement différentiel est donc un rapport D sur H sur Vénus qui augmente de plus en plus pour atteindre la valeur finale de 120 par rapport à la valeur terrestre.

Mars

Calotte polaire Nord de Mars.

Crédit : ESA

Dans le cas de Mars, la valeur du D/H suggère également un échappement différentiel, ce qui implique que l’atmosphère de Mars était plus dense dans le passé.

Et même aussi dense que la pression atmosphérique sur Terre, rendant peut-être possible la présence de l’eau liquide à la surface.

Et les nombreuses images de la planète rouge renvoyées par les sondes spatiales, et montrant des réseaux fluviatiles très développés, rendent cette hypothèse très plausible.

Le cycle de l’eau a donc joué et continue à jouer un rôle majeur dans l’évolution climatique de Mars.

Et qui dit eau liquide, dit possibilité de vie !

Et l’enjeu actuel des prochaines missions spatiales est de rechercher des traces d’une éventuelle vie passée ou présente sur la planète rouge.