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Un ast√©ro√Įde aurait transform√© la Terre en boule de neige

La Rédaction
Une repr√©sentation de l'aspect de la Terre il y a 650 millions d'ann√©es, √† une √©poque o√Ļ neige et glace recouvraient la majeure partie, voire la totalit√©, de sa surface et de ses oc√©ans. De nouvelles donn√©es scientifiques sugg√®rent qu'un ast√©ro√Įde pourrait avoir √©t√© √† l’origine de cet √©tat de « boule de neige ».

Si l'on remontait le temps de plusieurs millions d'ann√©es, la Terre ressemblerait √† la plan√®te Hoth de Star Wars. Un monde o√Ļ presque chaque centim√®tre carr√© de terre et de mer serait recouvert par de la glace sans fin, balay√© par un air glacial et sec. Cet √©tat de refroidissement global, connu sous le nom de Terre boule de neige, s'est produit au moins √† deux reprises, il y a plus de 600 millions d'ann√©es. Qu’est-ce qui a bien pu d√©raper dans le thermostat de la plan√®te pour qu’elle se transforme en gigantesque boule de glace ? 


Diverses th√©ories ont √©t√© avanc√©es, d'√©v√®nements volcaniques impr√©vus √† la destruction de supercontinents. Une nouvelle √©tude, publi√©e dans la revue Science Advances, explore une autre id√©e, jusqu’ici largement ignor√©e : l'impact cataclysmique d'un ast√©ro√Įde.


Lorsque de gros ast√©ro√Įdes s'√©crasent sur la Terre, ils peuvent lib√©rer de grandes quantit√©s de roches et les projeter dans le ciel. Une grande partie de ces √©jecta peut √™tre compos√©e de min√©raux sulfur√©s, qui se transforment en a√©rosols qui r√©fl√©chissent la lumi√®re du soleil dans la stratosph√®re, la couche de l'atmosph√®re situ√©e au-dessus de la couche la plus basse. S'il y a suffisamment d'a√©rosols dans la stratosph√®re, la plan√®te peut se refroidir tr√®s rapidement.


Dans le cadre de cette nouvelle √©tude, les scientifiques ont simul√© l'injection d'a√©rosols sulfat√©s dans la stratosph√®re √† des concentrations variables pour qu’ils correspondent au type d'a√©rosols g√©n√©r√©s par une collision massive avec un ast√©ro√Įde, √† diff√©rents moments du pass√© de la Terre, de ses p√©riodes de chaleur √©touffante jusqu'√† ses chapitres d√©j√† froids. Ils ont constat√© que les p√©riodes les plus chaudes pouvaient supporter le poids d'un impact d'ast√©ro√Įde sans geler, mais que ces coups de poings extraterrestres pouvaient pousser les climats d√©j√† froids √† l'√©tat de boule de neige.


√Ä l'heure actuelle, il n'existe aucune preuve g√©ologique que cela s'est produit. Cependant, cette √©tude d√©montre que les ast√©ro√Įdes pourraient √™tre √† l’origine de cette p√©riode terrestre. « C'est une exp√©rience de pens√©e tr√®s int√©ressante », d√©clare Thomas Gernon, g√©oscientifique √† l'universit√© de Southampton, qui n'a pas particip√© √† l'√©tude.


Cette √©tude permet √©galement d'appr√©cier les efforts actuels visant √† d√©velopper un syst√®me de d√©fense de la plan√®te qui combinerait des observatoires de d√©tection et des technologies de d√©viation des ast√©ro√Įdes afin de s'assurer que ceux qui pr√©sentent un danger n'atteignent jamais la Terre.


« Les effets d'un impact important suivi d'une glaciation globale seraient d√©sastreux pour la vie complexe et pourraient conduire √† l'extinction de l'humanit√© », explique Minmin Fu, auteur de l'√©tude et sp√©cialiste de la dynamique du climat √† l'universit√© de Yale.


UNE FORCE ASSEZ PUISSANTE POUR TRANSFORMER LA TERRE

Si la plan√®te √©tait priv√©e de la lumi√®re du soleil pendant suffisamment longtemps, elle se refroidirait et ses zones glac√©es se d√©velopperaient. La glace r√©fl√©chit la lumi√®re du soleil dans l'espace et plus elle est abondante, plus la plan√®te se refroidit, ce qui entra√ģne une nouvelle formation de glace. En atteignant un certain seuil glacial, la plan√®te se transforme inexorablement en boule de neige. 


S'il est ind√©niable qu'au cours de son histoire de plusieurs milliards d'ann√©es, la Terre a connu des p√©riodes plus chaudes et des p√©riodes plus froides, tous les scientifiques ne sont pas d'accord pour dire qu’elle a, pendant un moment, √©t√© enti√®rement envelopp√©e de glace. Pourtant, une multitude de caract√©ristiques g√©ologiques anciennes et √©tranges ont convaincu de nombreuses personnes que ce ph√©nom√®ne s’est produit au moins deux fois, entre 720 et 635 millions d'ann√©es, pendant la p√©riode appel√©e Cryog√©nien de l'√®re N√©oprot√©rozo√Įque. Des couches √©cras√©es de s√©diments et de d√©bris rocheux, typiquement fa√ßonn√©s et transport√©s par les glaciers, trouv√©es √† l'√©quateur, en sont l’exemple. 


Il est primordial de déterminer ce qui a engendré ces périodes et pourquoi elles se sont terminées. Peu de temps après le dégel de la deuxième boule de neige, une explosion des formes de vie complexes, connue sous le nom d'explosion cambrienne, s'est produite.


« Il est donc essentiel de comprendre pourquoi [ces p√©riodes] se sont produites afin de comprendre l'histoire de la vie sur Terre et le potentiel pour la vie sur d'autres plan√®tes », explique Fu.


Les volcans ont √©t√© consid√©r√©s comme les principaux suspects de la formation de la boule de neige. Il est possible que trop de dioxyde de soufre ait jailli de ces volcans et, s’√©tant transform√© en a√©rosol dans l'atmosph√®re, ait engendr√© un effet de refroidissement. Selon une autre th√©orie, la Terre comptait peut-√™tre autrefois beaucoup moins de volcans qui rel√Ęchaient du dioxyde de carbone, r√©duisant ainsi l'effet de serre. 


« Ces deux hypoth√®ses sont envisageables », d√©clare l'auteur de l'√©tude, Alexey Fedorov, expert en mod√©lisation climatique √† l'universit√© de Yale. Cependant, il n'est pas certain que les volcans puissent √©mettre de telles quantit√©s de dioxyde de soufre assez rapidement, ou conna√ģtre une chute spectaculaire de leur production de dioxyde de carbone, pouvant engendrer l’√©tat boule de neige de la Terre.


L'impact d'un ast√©ro√Įde, en revanche, est diff√©rent. Il s’agit d’« un √©v√©nement g√©ologiquement instantan√© », explique Christian K√∂berl, auteur de l'√©tude et sp√©cialiste des impacts √† l'universit√© de Vienne. Ce type d’impact est r√©put√© pour rejeter une tr√®s grande quantit√© de sulfates dans l'atmosph√®re √† une vitesse particuli√®rement rapide.


Le crat√®re de Chicxulub a √©t√© cr√©√© par un ast√©ro√Įde de dix kilom√®tres de long qui a heurt√© la Terre il y a 66 millions d'ann√©es et a provoqu√© une s√©rie de probl√®mes environnementaux et climatiques qui ont d√©clench√© une extinction de masse. Les a√©rosols sulfat√©s lib√©r√©s par l’impact ont √©galement contribu√© √† des ann√©es de refroidissement global et √† l'expansion de la glace de mer. Cela n'a pas d√©clench√© d'√©tat « boule de neige », mais les auteurs se sont demand√© si un √©v√©nement aussi catastrophique s'√©tait produit √† d'autres moments de l'histoire de la Terre.


UN ANTAGONISTE EXTRATERRESTRE

Afin de v√©rifier sa th√©orie sur les ast√©ro√Įdes, l'√©quipe a mis en place des simulations d√©taill√©es de diff√©rents chapitres du pass√© de la plan√®te. Dans chacun d’eux, la situation des continents, des oc√©ans et de l’atmosph√®re diff√©raient : l'√®re temp√©r√©e pr√©industrielle, avant 1850, le frigorifique dernier maximum glaciaire, il y a 20 000 ans, une √®re chaude semblable au Cr√©tac√©, il y a 145 √† 66 millions d'ann√©es, et l'√®re N√©oprot√©rozo√Įque, il y a 750 millions d'ann√©es. Certaines de ces reconstitutions √©taient plus chaudes, d’autres plus froides.


Ils ont ensuite inject√© des quantit√©s plausibles de dioxyde de soufre, semblables √† celles de Chicxulub, dans les stratosph√®res de ces p√©riodes, soit 6,6, 200 et 2 000 milliards de tonnes de ce gaz, et ont observ√© ce qui se passait. Pouvaient-ils s’attendre √† une Terre « boule de neige », d√©finie ici comme une couverture mondiale de glace de mer de 97 % ?


Quelles que soient les conditions, il n'y a jamais eu de monde enti√®rement gel√© dans les p√©riodes chaudes de l'√®re pr√©industrielle et du Cr√©tac√©. N√©anmoins, il a suffi d'ajouter 200 milliards de tonnes de dioxyde de soufre √† une version plus froide de l'√®re N√©oprot√©rozo√Įque et au dernier maximum glaciaire pour que la glace recouvre toutes les mers du globe en moins d'une d√©cennie.


« Il est beaucoup plus difficile de provoquer une boule de neige lorsqu'il fait si chaud sur Terre », explique K√∂berl. L’√©tude sugg√®re cependant que lorsque la plan√®te est d√©j√† froide, « c'est possible ».


Le seul moyen de corroborer cette idée serait de trouver un cratère de taille similaire à celui de Chicxulub, soit 180 kilomètres de diamètre, ou les restes riches en soufre éjectés par un impact, et de les dater du début de ces périodes glaciales. Selon Gernon, même après près d'un milliard d'années d'érosion par l'eau, le volcanisme, la biologie et les combinaisons tectoniques, un cratère de cette taille pourrait encore se cacher sur l'un des continents de la Terre.


« C'est une id√©e attrayante et leur mod√©lisation est assez convaincante », dit-il, mais il restera sceptique tant qu'il n'y aura pas de preuves g√©ologiques irr√©futables.


Pour l'instant, cela reste un exercice th√©orique. « Les impacts n'expliquent pas tout », d√©clare K√∂berl. « Mais il faut garder l'esprit ouvert », car cette √©tude et des √©v√©nements comme Chicxulub d√©montrent √† quel point les ast√©ro√Įdes peuvent modifier l’√©tat global de la Terre.

Par DE ROBIN GEORGE ANDREWS et ILLUSTRATION DE SPENCER SUTTON, SCIENCE PHOTO LIBRARY

Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.

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