Deux minéraux inconnus pourraient retenir l’eau jusqu’au bord du noyau

Entre deux pointes de diamant chauffées au laser, deux minéraux de fer inconnus se sont cristallisés. L’équipe de Hongsheng Yuan (HPSTAR, Shanghai) et de Leonid Dubrovinsky (Bayerisches Geoinstitut, à Bayreuth) les a obtenus sous près de 200 gigapascals et environ 2 500 degrés, soit les conditions qui règnent à la frontière entre le manteau et le noyau, et les décrit le 8 septembre 2026 dans Nature Geoscience : ces oxyhydroxydes de fer, de formules Fe5O12Hx et Fe7O12Hx, retiennent de l’hydrogène là où la minéralogie ne savait pas en loger.

Cet hydrogène-là, c’est de l’eau, et pas une goutte n’y est liquide. Les atomes se logent dans la charpente cristalline, entre le fer et l’oxygène. Sous 200 gigapascals, près de deux millions de fois la pression atmosphérique, aucune autre forme ne tiendrait : ni nappe, ni lac, ni océan enfoui. Les mesures ont été prises sur les lignes de lumière du synchrotron européen de Grenoble et de PETRA III à Hambourg, indique le communiqué de DESY.

Descendre jusqu’à la frontière du noyau

Le manteau inférieur commence à 660 kilomètres de profondeur et s’arrête à 2 900 kilomètres, contre le noyau liquide. C’est sur toute cette épaisseur que les deux composés se révèlent stables, et surtout denses : assez denses pour migrer vers le bas et s’accumuler à la frontière noyau-manteau. Les auteurs y voient une base minéralogique plausible pour les zones à très faible vitesse sismique, ces poches où les ondes des séismes ralentissent sans qu’on sache de quoi elles sont faites.

La seconde surprise tient à la dose. Les phases se sont formées à partir de mélanges contenant moins de 0,1 % d’eau. « Il semble que de très petites quantités d’hydrogène suffisent à former ces composés de fer riches en eau », déclare Leonid Dubrovinsky dans le communiqué de DESY. Un réservoir profond n’a donc pas besoin d’être alimenté en abondance : la trace suffit à stabiliser le minéral qui la retient.

Une couche de 605 milliards de kilomètres cubes

L’intérêt de la nouvelle tient à la taille du contenant. Le rayon moyen de la Terre atteint 6 371 kilomètres d’après la fiche de la NASA, et le volume de tous les océans 1 338 millions de km³ d’après l’école de l’eau de l’USGS. Le manteau inférieur, la couche où deux oxyhydroxydes de fer inconnus ont été synthétisés en laboratoire et décrits le 8 septembre 2026 dans Nature Geoscience, représente environ 605 milliards de kilomètres cubes, soit 452 fois le volume de tous les océans de la Terre. Dans un contenant pareil, une teneur en eau infime pèse déjà très lourd.

Les ordres de grandeur de l’expérience et de la couche visée tiennent en quelques lignes.

Ce que l’expérience ne prouve pas

Le laboratoire n’est pas encore la Terre. « Savoir si ces composés existent réellement à l’état naturel dans l’intérieur de la Terre reste une question ouverte », écrit DESY. La cellule à enclumes de diamant démontre qu’une chimie est possible aux bonnes pressions ; elle ne prouve pas qu’elle a eu lieu sous nos pieds.

Dans le même numéro de Nature Geoscience, Alfred J. Wilson, de l’université de Leeds, signe un commentaire intitulé « The Earth’s puzzling deep water cycle », dont la première ligne pose le problème sans détour : les minéraux nécessaires au transport de l’eau vers les parties les plus profondes du manteau restent mal identifiés. Le papier de Hongsheng Yuan et de ses collègues fournit deux candidats ; il ne clôt pas la question.

L’inventaire de l’eau terrestre progresse d’ordinaire par le haut : AAP recensait le 8 septembre 2026 les 304 600 km² de surface d’eau fabriquée par les réservoirs du monde, et chiffrait ce que consommerait une ville lunaire. Sous nos pieds, le compte n’en est pas là : ni la quantité stockée, ni le temps qu’il faudrait à cette eau pour revenir en surface ne sont tranchés.

Les deux oxyhydroxydes portent désormais un nom et une formule. Les repérer dans la vraie Terre supposera de retrouver leur signature dans les ondes sismiques qui traversent les zones à très faible vitesse, à 2 900 kilomètres sous la surface.

Article créé en collaboration avec l’IA.