Évolution du système solaire et accrétion des planètes déterminées par les isotopes du zirconium

Lors de l’étude des relations génétiques entre les météorites et les planètes, les isotopes nucléaires, qui se sont formés dans des sources stellaires qui ont contribué au système solaire primitif, peuvent être un outil puissant. Sur la base des isotopes de la structure nucléaire de nombreux éléments, tous les matériaux du système solaire présentent une scission entre les matériaux carbonés (CC) et non carbonatés (NC), avec des CC enrichis en isotopes riches en neutrons. Le réservoir NC est le plus souvent associé au système solaire interne et le réservoir CC au système solaire externe au-delà de Jupiter. Cependant, le mécanisme responsable de la création de cette dichotomie est encore débattu.

Le zirconium (Zr) peut fournir de nouvelles informations sur l’origine de ce clivage. Zr a cinq isotopes riches en neutrons ⁹⁶La nucléosynthèse du Zr est en cours. Le zirconium est réfractaire, ce qui signifie qu’il se condense en solides à haute température. Il est également oligotrope (aime les roches), ce qui signifie qu’il est concentré en minéraux silicatés plutôt qu’en minéraux. Ainsi, Zr n’est pas affecté par la perte volatile ou la formation de noyau et est entièrement hébergé dans la partie silicatée de la planète. Cela permet de comparer directement les isotopes Zr des fractions de silicate en vrac de la Terre, de Mars et des corps parents de météorites pour fournir des informations sur la nature et l’origine de leurs éléments constitutifs.

Jan Render de l’Université de Münster et ses co-auteurs fournissent de nouvelles données isotopiques Zr à haute résolution pour un groupe de météorites NC et CC. Leurs travaux révèlent le même clivage NC-CC observé pour d’autres éléments, avec ⁹⁶Le Zr est enrichi en matériaux CC. Les auteurs ont démontré que les formulations CC peuvent être produites sous la forme d’un mélange entre des matériaux de type NC et des contenus riches en calcium et en aluminium (CAI). Ces derniers, qui sont les solides les plus anciens formés dans le système solaire et enrichis en isotopes riches en neutrons, sont plus abondants dans les CC que dans les NC. Ce résultat soutient un modèle précédemment proposé dans lequel les compositions isotopiques des matériaux tombant dans le nuage moléculaire protoplanétaire varient dans le temps. Lire la suite