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Astéroïdes, météorites... la Terre grossit-elle en permanence?

Tous ces objets qui tombent sur notre planète font-ils augmenter sa masse? La réponse intuitive est oui. La bonne réponse est non…

Image by Norman Kuring, NASA/GSFC/Suomi NPP. Caption by Michael Carlowicz. Suomi NPP is the result of a partnership between NASA, NOAA and the Department of Defense.

Chaque jour, la Terre est percutée par environ 100 tonnes de matériaux, rappelait Phil Plait dans son article sur l'astéroïde 2012 DA14, et nous en avons un dernier exemple avec la pluie de météorites qui a déchiré le ciel russe ce 15 février.

De même, si l'astéroïde, un gros caillou de 44 mètres de diamètre, était entré en collision avec notre planète, aurait-il provoqué, outre un cataclysme, une augmentation de la masse de la Terre?

L’astéroïde 2012 DA14 qui pèse environ 120.000 tonnes, se serait, certes, désintégré en partie lors de son entrée dans l’atmosphère terrestre. Néanmoins, au final, une très grande partie de la matière qui le compose aurait fini par atterrir. La masse de la Terre aurait donc effectivement augmenté.

Cela signifie-t-il que la Terre grossit ainsi en permanence, comme nous l'a demandé un lecteur de Slate? La réponse intuitive est oui. La bonne réponse est non…

Il y a très très longtemps...

Pour la défense de l’intuition, il faut rappeler que la Terre s’est formée, il y a 4,54 milliards d’années, à partir de la poussière et du gaz qui s’était, à l’époque, détachée du Soleil en formation.

Ce sont ces restes qui ont conduit à l’apparition de l’ensemble des planètes du système solaire. La matière s’est agglomérée par endroit pour former des sphères en fusion (accrétion). L’ensemble continuant à tourner autour du Soleil.

Ensuite, certains cailloux isolés ont continué à percuter ces planètes naissantes et s’y sont fondus. Du moins jusqu’au moment où la surface, en se refroidissant, a formé une croûte solide et dure.

Ensuite, les collisions ont formé des cratères comme ceux que l’on observe sur toutes les planètes dénuées d’eau et de végétation comme la Lune ou Mars. L’attraction de la gravité a maintenu les restes des astéroïdes sur la surface des astres et ont ainsi contribué à augmenter leur masse.

Le phénomène ne date donc pas d’hier. Aujourd’hui, la plupart des astéroïdes se sont regroupés, heureusement, fort loin de la Terre.

D’abord dans la ceinture jovio-martienne située 4 fois plus loin du Soleil que nous. On y a déjà dénombré plus de 500.000 objets. Ensuite sur l’orbite de Jupiter (astéroïdes troyens) qui en compte près de 5.000 répertoriés et, enfin, bien plus loin, dans la ceinture de Kuiper située au-delà de Neptune et qui fournit environ la moitié des comètes circulant dans le système solaire. Le nuage d’Oort, lui, se trouve aux confins du système solaire.

Le ciel risque bien de nous tomber sur la tête

Malgré les distances, certains astéroïdes sortent de l’une de ces zones où ils sont regroupés en masse et, attirés par le Soleil, se mettent à errer à travers le système solaire. D’où le danger de collision résultant du hasard engendré par la combinaison des différentes attractions gravitationnelles.

Le fait que les impacts se poursuivent aujourd’hui montre que le phénomène d’accrétion originel n’est pas totalement achevé. Mais il n’a plus rien à voir avec celui qui existait aux débuts de la formation du système solaire.

Le ciel, comme le craignaient fort justement nos ancêtres les Gaulois, risque en permanence de nous tomber sur la tête. Les dinosaures en ont fait l’amère expérience. Cette accrétion à l’origine de la formation de la Terre continue donc à augmenter sa masse.

Selon un physicien de l’université de Cambridge, Dave Ansell, quelque 40.000 tonnes de «poussières» provenant de l’espace sont aspirées par la Terre chaque année. Remarquons qu’il s’agit du tiers de la masse de l’astéroïde 2012 DA14… C’est dire si nous l’aurons échappé belle, ce 15 février 2013.

La réponse serait donc une augmentation annuelle de 40.000 tonnes de la masse de la Terre si… trois autres phénomènes, beaucoup moins visibles, ne venaient perturber et même, au final, inverser ce bilan.

Ce qui fait que la réponse est non

Le premier phénomène concerne l’augmentation de l’énergie de la Terre liée à son réchauffement. Selon les calculs de la Nasa, cette élévation de température correspond à une masse supplémentaire de 160 tonnes. Pas de quoi modifier de façon significative nos 40.000 tonnes de poussière.

Viennent ensuite les causes invisibles d’amaigrissement de la Terre. D’abord celle qui est liée à l’activité du noyau central.

Ce réacteur nucléaire consomme de l’énergie ce qui induit une perte de masse de 16 tonnes par an. Négligeable.

En revanche, ce qui s’échappe surtout de la Terre, c’est du gaz. Certaines molécules ne sont en effet pas assez lourdes pour que la gravité terrestre les conserve captives éternellement dans l’atmosphère.

C’est surtout le cas de l’hydrogène, l’atome le plus simple, le plus léger et, aussi, le plus abondant dans l’univers. Accessoirement, il représente 63% des atomes du corps humain.

La Terre, elle, perd pas moins de 3 kg d’hydrogène par seconde. Sur un an, cette fuite atteint 95.000 tonnes. S’y ajoutent environ 1.600 tonnes d’hélium, plus lourd que l’hydrogène, mais pas assez pour ne pas s’échapper.

Au final, le bilan se révèle… négatif. La Terre perd environ 50.000 tonnes de matière et donc de masse par an.

Pas de quoi s’inquiéter. Cela ne représente que la moitié d’un seul paquebot. Comparé à la masse de la Terre elle-même, cet amaigrissement reste infime. Notre planète pèse 6×1021 tonnes. Sa perte de masse ne dépasse pas les 0.000000000000001% par an. Pas de quoi craindre l’anorexie.  

Question subsidiaire: l’augmentation de la population terrestre, tout comme la construction de villes de plus en plus géantes alourdissent-elles la Terre?

Dans ce cas, pas de doute, la réponse est non. Les atomes utilisés existent déjà et ne viennent pas d’ailleurs. Lavoisier avait raison:

«Rien ne se crée, rien ne se perd, tout se transforme.»

Pour ce qui est de l’être humain, la vérité est connue depuis encore plus longtemps: «Tu es poussière et tu retourneras à la poussière.»

Michel Alberganti

Merci à mischabel pour sa question.

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