Au fur et à mesure que Jupiter se formait et atteignait une taille gigantesque, son influence gravitationnelle s’accroissait, la planète limitait la circulation du phosphore et de l’azote entre le système solaire interne et externe. De ce fait, lors de l’apparition de la seconde génération de planétésimaux, ceux du système solaire interne présentaient un rapport phosphore/azote plus élevé que leurs homologues situés plus loin.
Des scientifiques soutenus par la NASA ont apporté de nouvelles informations sur la façon dont la Terre primitive a pu acquérir certains des éléments nécessaires à son habitabilité. Ils suggèrent également un nouveau rôle pour Jupiter dans la distribution de ces éléments au sein du jeune système solaire.
Une étude publiée le 3 juin 2026 dans la revue Science Advances explore cette hypothèse en examinant le rapport phosphore/azote dans les météorites de fer et les chondrites, objets plus récents. Cette étude suggère que la Terre a puisé ses éléments vitaux – le phosphore et l’azote – principalement dans le système solaire interne, sans contribution significative des chondrites du système solaire externe.
Notre système solaire s’est formé à partir de gaz et de poussières orbitant autour du proto-Soleil il y a plus de 4,5 milliards d’années. Ce gaz contenait les matières premières nécessaires à la formation des planètes, des lunes et, finalement, de la vie telle que nous la connaissons. L’azote et le phosphore sont deux éléments particulièrement importants pour la vie.
Illustration de notre système solaire. La ceinture d’astéroïdes se situe entre Mars et Jupiter, divisant notre système en deux régions : la région interne et la région externe. NASA/JPL-Caltech
Aux premiers stades de la formation du Système solaire, les gaz et les poussières se sont agglomérés pour former des corps appelés planétésimaux. Dans cet environnement chaotique, en orbitant autour du jeune Soleil, les planétésimaux entraient en collision, laissant derrière eux des débris disséminés dans tout le système. Nombre de ces fragments ont fini par former des planètes et des lunes. D’autres fragments subsistent encore aujourd’hui sous forme d’astéroïdes orbitant toujours autour du Soleil et, s’ils ont percuté la Terre et ont été découverts, sous forme de météorites. Ces météorites nous offrent un aperçu du Système solaire primitif, une époque antérieure à l’existence de la Terre. Les chondrites et les météorites de fer sont deux classes distinctes de ces météorites.
Comme leur nom l’indique, les météorites de fer sont des objets métalliques denses composés principalement d’un alliage de fer et de nickel. Les chondrites, quant à elles, sont des objets rocheux et constituent la majorité des météorites trouvées sur Terre.
Chaque type de météorite provient de planétésimaux formés à différentes époques dans notre système solaire. Les météorites de fer proviennent des planétésimaux les plus anciens. Les chondrites proviennent de la deuxième génération de planétésimaux, formés 2 à 3 millions d’années plus tard.
Comprendre comment et quand la Terre s’est formée est essentiel pour les astrobiologistes, qui étudient comment et quand notre planète est devenue habitable telle que nous la connaissons. La jeune Terre avait besoin d’un apport d’éléments essentiels à la vie, notamment l’azote et le phosphore, pour former les premières cellules vivantes.
Toute vie sur Terre nécessite les mêmes éléments : carbone, hydrogène, azote, oxygène, phosphore et soufre (CHNOPS). Ces éléments proviennent de l’espace, se sont formés au cœur des étoiles et se sont dispersés sous forme de nuages de gaz et de poussière. La gravité a ensuite forcé cette matière à s’agglomérer, formant ainsi de nouvelles étoiles et des objets plus petits comme les planètes. NASA
Les scientifiques débattent de l’origine des éléments vitaux sur Terre. Certains indices suggèrent que des chondrites provenant des confins du système solaire, en se déplaçant vers l’intérieur, ont atteint la planète tardivement lors de sa formation. Cependant, une nouvelle étude propose une autre explication.
À l’aide d’expériences en laboratoire et de modèles géochimiques, l’équipe a reconstitué une carte du rapport phosphore-azote (P/N) dans le système solaire primitif et a trouvé des différences entre la première (météorites de fer) et la deuxième (chondrites) génération de planétésimaux.
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Des expériences et une modélisation géochimique ultérieure ont montré que la première génération de planétésimaux présentait un rapport P/N plus élevé dans les régions externes du Système solaire, ce rapport diminuant ensuite vers les régions internes. Dans la seconde génération de planétésimaux, cette tendance s’est inversée, le rapport P/N devenant plus élevé dans les régions internes du Système solaire.
On pense que lors de la formation de la première génération de planétésimaux, un écoulement de matière s’est produit, augmentant le rapport phosphore/azote dans le système solaire externe. C’est alors que Jupiter a émergé.
Dans notre système solaire, la présence de Jupiter et son histoire évolutive semblent avoir joué un rôle décisif dans la répartition des composants chimiques essentiels nécessaires aux mondes habitables.
Au fur et à mesure que Jupiter se formait et atteignait une taille gigantesque, son influence gravitationnelle s’accroissait, la planète limitait la circulation du phosphore et de l’azote entre le système solaire interne et externe. De ce fait, lors de l’apparition de la seconde génération de planétésimaux, ceux du système solaire interne présentaient un rapport phosphore/azote plus élevé que leurs homologues situés plus loin.
Cette représentation artistique d’une jeune étoile entourée d’un disque protoplanétaire est frappante. Les anneaux plus sombres du disque correspondent aux zones de formation d’objets tels que les planétésimaux, qui se frayent un chemin à travers les débris. ESO
«Pour notre système solaire, la présence de Jupiter et son histoire évolutive semblent avoir joué un rôle déterminant dans la répartition des composants chimiques essentiels à l’habitabilité des mondes», explique Rajdeep Dasgupta, de l’université Rice à Houston, principal auteur de l’étude. «La question demeure: un équilibre similaire à celui de la Terre en éléments vitaux pourrait-il s’établir sans une planète semblable à Jupiter?»
La modélisation géochimique de l’accrétion montre en outre que la signature P/N moderne de la Terre est mieux reproduite par les planétésimaux du système solaire interne, qu’ils soient associés à des météorites de fer ou à des chondrites.
«L’étude suggère que la Terre a obtenu son approvisionnement en éléments vitaux — le phosphore et l’azote — principalement du système solaire interne, sans contribution significative des chondrites du système solaire externe», a déclaré Debjit Pathak, auteur principal de l’étude et étudiant diplômé de l’Université Rice.
La ceinture d’astéroïdes, qui a joué un rôle dans la formation de la vie sur Terre, perd régulièrement de la masse chaque année et pourrait ne pas être une caractéristique aussi permanente du système solaire, selon de nouvelles données.
La ceinture d’astéroïdes, située entre Mars et Jupiter, est un vaste amas de roches qui aurait pu former une planète. Lors de la formation de notre système solaire, il y a 4,6 milliards d’années, la matière de cette région aurait dû se condenser pour former une planète. Cependant, l’influence gravitationnelle de Jupiter a empêché ce processus, bouleversant la région au point que les collisions sont devenues destructrices plutôt que constructives. Ce qui subsiste aujourd’hui ne représente qu’environ 3% de la masse de la Lune, dispersée sur des millions de kilomètres.
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L’influence de Jupiter ne s’arrête pas là. Les résonances gravitationnelles – des régions de l’espace où les périodes orbitales des astéroïdes créent des interactions régulières avec Jupiter, Saturne et même Mars – déstabilisent les orbites des astéroïdes, éjectant des fragments soit vers le système solaire interne, où se situe la Terre, soit vers l’extérieur, en direction de l’orbite de Jupiter. Les fragments d’astéroïdes qui ne parviennent pas à s’échapper de leur orbite sont réduits en poussière de météorites par des collisions. Les résultats de cette étude ont été publiés sur le site web Universe Today en septembre 2025.
Image couleur approximative de Cérès. NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
Une équipe d’astronomes dirigée par Julio Fernández de l’Université de la République d’Uruguay a calculé avec précision le taux de perte de matière de la ceinture d’astéroïdes. Ils ont constaté que cette ceinture perd actuellement environ 0,0088 % de la portion encore impliquée dans des collisions. Ce chiffre peut paraître faible, mais il représente un flux de matière significatif à l’échelle de l’évolution du Système solaire.
Ce résultat est particulièrement intéressant du fait de la répartition de la masse perdue entre différents objets. Environ 20% de cette masse est perdue sous forme d’astéroïdes et de météoroïdes, qui croisent parfois l’orbite terrestre et pénètrent parfois de façon spectaculaire dans notre atmosphère sous forme de météores. Les 80 % restants sont broyés par collisions en poussière météorique, ce qui alimente la faible lueur zodiacale visible dans le ciel nocturne après le coucher du soleil ou avant son lever. Les astéroïdes plus connus tels que Cérès, Vesta et Pallas ont été exclus de l’étude car ils existent depuis suffisamment longtemps pour ne plus contribuer à la perte de masse actuelle.
Comprendre la perte de masse dans la ceinture d’astéroïdes est crucial et a un impact direct sur l’évolution de la Terre. Les gros corps qui quittent cette ceinture ne disparaissent pas simplement dans l’espace; certains finissent par atteindre le système solaire interne, où ils deviennent des cibles potentielles de collision. Les recherches suggèrent que si l’on extrapole le taux actuel de perte de masse, il y a environ 3,5 milliards d’années, la ceinture d’astéroïdes aurait pu être environ 50% plus massive, et le taux de perte de masse environ deux fois plus élevé. Ce résultat est remarquablement cohérent avec les données géologiques de la Lune et de la Terre, qui démontrent une diminution du taux de bombardement au cours des derniers milliards d’années.
Illustration de la ceinture d’astéroïdes. Modèle : Getty Images
La ceinture d’astéroïdes est souvent considérée comme une composante permanente de notre système solaire, mais cette étude révèle qu’il s’agit d’une structure dynamique qui perd progressivement de la matière depuis des milliards d’années. Des couches de particules sphériques vitreuses, découvertes dans les roches terrestres, témoignent d’un passé plus tumultueux, lorsqu’une ceinture d’astéroïdes plus massive nous bombardait de roches bien plus abondantes. Aujourd’hui, ce bombardement a ralenti et la ceinture continue de se désintégrer lentement. Comprendre ce processus nous aide non seulement à reconstituer l’histoire des impacts qui ont façonné la surface de la Terre, mais fournit également des données cruciales pour la modélisation des risques futurs posés par les objets géocroiseurs.
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