[Découverte] Publication dans Nature : d’où vient l’azote atmosphérique que nous respirons ?

 
Publié le 16/04/2020 - Mis à jour le 2/05/2023

Des chercheurs du CRPG, en collaboration avec l'Institut de Physique du Globe de Paris ont prélevé des échantillons de gaz dans divers sites volcaniques terrestres dont les mesures pourraient prévoir le réveil des volcans. Leur étude a été publiée dans Nature le jeudi 16 avril 2020.

Avec ses 78 % de diazote (N2) et ses 21 % de dioxygène (O2), l’atmosphère terrestre est un mélange unique dans le système solaire*. Le dioxygène a été produit par certains des premiers organismes vivants, mais d’où vient le diazote (N2) ? Nous provient-il du manteau terrestre grâce au volcanisme ? Etait-il présent dès les premiers instants de notre planète ? Pour tenter de répondre à ces questions, Jabrane Labidi, chercheur du CNRS à l’Institut de physique du globe de Paris (CNRS/IPGP/IGN)**, Michael Broadley, David Bekaert et Bernard Marty du Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques (CNRS et Université de Lorraine), Peter Barry (Woods Hole Oceanographic Institution)  ainsi que leurs collègues britanniques et italien, ont prélevé des échantillons de gaz dans divers sites volcaniques sur Terre, notamment en Eifel (Allemagne) et à Yellowstone (USA). Une nouvelle instrumentation unique au monde développée par Edward Young à l’Université de Californie à Los Angeles (USA) a mis en évidence une légère anomalie dans la composition de l’azote atmosphérique, ce qui permet d’identifier avec précision sa contribution dans des fluides volcaniques émanant à la surface de la Terre. Ces résultats, publiés le 16 Avril 2020 dans la revue Nature***, ont montré que le diazote provenant de magmas formés dans le manteau de la Terre ne présente pas cette anomalie. Les auteurs ont pu ainsi caractériser les propriétés de l’azote présent dans le manteau terrestre et montrer que celui de l’atmosphère ne provient pas (en tout cas, pas exclusivement) du dégazage par les volcans. L’azote atmosphérique pourrait avoir été apporté par des corps extraterrestres de nature différente de celle des petites planètes à partir desquelles la Terre se serait formée. 

Ces résultats ont été permis par l’utilisation d’un spectromètre de masse de nouvelle génération, ici dans le laboratoire d’Edward Young à UCLA (Université de Californie) - Crédit photo © Jabrane Labidi

© Jabrane Labidi_____________________________________________________

Notes

* Sur Vénus comme sur Mars, l’atmosphère est essentiellement composée de dioxyde de carbone. 
** Précédemment à l’Université de Californie à Los Angeles (UCLA). Outre l’Institut de physique du globe de Paris (CNRS/IPGP/IGN), ces travaux ont impliqué en France le Centre de recherches pétrographiques et géochimiques (CNRS/Université de Lorraine). 
*** Un élément chimique peut exister sous différentes versions, appelées isotopes, qui se distinguent par leur masse. Ainsi, trois variantes isotopiques du diazote existent dans la nature: 14N14N, 14N15N et plus rarement 15N15N. C’est l’abondance de cette dernière qui a permis de distinguer les origines mantellique et atmosphérique.
 
Les trois co-auteurs du CRPG sont Bernard Marty, professeur à l'Université de Lorraine, David Bekaert, maintenant en post-doctorat à Woods Hole, et Michael Broadley, post-doctorant au CRPG.