Thème 5 : Environnements primitifs des planètes

Coordinateur : Maud Boyet

Explorer et comprendre l’environnement dans lequel l’activité biologique s’est développée sur la Terre, il y a plus de 3,5 milliards d’années, est le premier enjeu de cette thématique récente, introduite au PNP en 2003.
Il est essentiel d'explorer les paramètres externes de l’environnement sur la Terre primitive : les flux de matière extraterrestre au cours du temps, les apports extraterrestres en éléments volatils et en matière organique, la protection des surfaces planétaires par les atmosphères et les magnétosphères, l’importance et les conséquences du rayonnement ultraviolet à la surface de la Terre. Les conditions environnementales qui prévalaient sur la Terre Primitive - essentiellement durant l’Hadéen et l'Archéen - et qui règnent peut-être encore aujourd’hui sur d'autres corps planétaires dont tout naturellement la planète Mars, doivent être mieux comprises. La formation et l'évolution précoce de l’atmosphère et des océans, les messages pétrologiques de l’Hadéen, les analyses géochimiques et organiques des sédiments de l’Archéen, sont autant de directions que le PNP souhaite encourager.
Comprendre l’évolution géochimique (éléments majeurs, isotopes stables et radiogéniques) de la Terre et des planètes telluriques lors de différenciation interne croûte/manteau et les conséquences de cette différentiation sur les compositions en profondeur. Quelle est la chronologie de la différentiation du noyau ? Quand et comment s’est mise en place la première croûte océanique ? A-t-on des traces du bombardement extraterrestre dans les roches profondes de la Terre ?

Ces problèmes pourront être abordés sous plusieurs angles : (1) des analyses géochimiques et minéralogiques d’échantillons naturels, (2) des modélisations théoriques, (3) des expériences de laboratoire permettant d’étudier les conditions initiales de la planète et, (4) des analogies avec les analyses des roches et des surfaces lunaire ou martienne.

Cette thématique vise donc à reconstituer les conditions qui ont présidé à l'origine moléculaire de la Vie et à l’établissement des structures internes de la Terre. On notera que les axes de recherche développés ici se distinguent clairement de ceux de l'Exobiologie en se limitant à la Cosmochimie organique. Ils ne comprennent pas les problèmes de la Vie dans les conditions extrêmes, de l’archéobiologie, de la biochimie moléculaire, des synthèses organiques dans l'atmosphère primitive de la Terre, mais se focalisent plutôt sur la reconstitution géologique de la planète “inaccessible”.