Comment la vie sur Terre a été dynamisée par une collision d'astéroïdes il y a 446 millions d'années

Il y a près d'un demi-milliard d'années, quelque chose de mystérieux s'est produit qui a déclenché l'un des changements les plus importants de l'histoire de la vie sur Terre. Soudainement, il y a eu une explosion d'espèces, avec la biodiversité d'animaux invertébrés qui est passée d'un niveau très bas à un niveau similaire à celui que nous observons aujourd'hui. L'explication la plus populaire de cet « grand événement de biodiversification de l'Ordovicien » est qu'il résultait d'un refroidissement terriblement chaud de la Terre et de son passage dans une période glaciaire.

Mais qu'est-ce qui a réellement déclenché le changement de température? Dans notre nouvel article publié dans Science Advances nous montrons que son apparition a coïncidé exactement avec la plus grande rupture documentée d'astéroïdes dans la ceinture d'astéroïdes au cours des deux derniers milliards d'années, provoquée par une collision avec un autre astéroïde ou une comète. Même aujourd'hui, près du tiers des météorites qui tombent sur Terre proviennent de la rupture de cet astéroïde de 150 km de large entre Jupiter et Mars.

Suite à cet événement, d'énormes quantités de poussière se seraient répandues dans le système solaire. L'effet de blocage de cette poussière aurait pu empêcher en partie la lumière du soleil d'atteindre la Terre, ce qui aurait entraîné des températures plus fraîches. Nous savons que cela impliquait que le climat passe de plus ou moins homogène à division en zones climatiques – des conditions arctiques aux pôles aux conditions tropicales à l'équateur. La grande diversité parmi les invertébrés y compris les algues vertes, les poissons primitifs, les céphalopodes et les coraux, est apparue comme une adaptation au nouveau climat.

Fonds marins suédois

Nos témoignages proviennent d'études détaillées sur les fonds marins. sédiments d'âge ordovicien (il y a 485 à 443 m) exposés à Kinnekulle dans le sud de la Suède et à la rivière Lynna près de Saint-Pétersbourg en Russie. Dans une carrière à Kinnekulle, nous avons trouvé plus de 130 «météorites fossiles», des roches tombées sur la Terre dans le passé, qui ont été noyées dans les sédiments du fond de la mer et ont été préservées comme des fossiles d'animaux.

Toutes les météorites fossiles, sauf une, qui ont un diamètre allant jusqu'à 20 cm, ont la même composition – elles sont toutes des débris de la même collision. En effet, ils étaient constitués du même type de matériau que le grand astéroïde qui s’était cassé dans la ceinture d’astéroïdes à l’époque. L'autre météorite provient probablement du corps plus petit qui a heurté le gros astéroïde

Nous savons que la collision entre astéroïdes a eu lieu il y a 466 millions d'années . Cela peut être daté en regardant les isotopes (variantes d'éléments chimiques avec un nombre différent de neutrons dans le noyau) dans les météorites récemment tombées de la rupture de l'astéroïde Ordovicien. Les météorites fossiles de la carrière doivent donc représenter le matériau qui a été transporté sur Terre immédiatement après la dissolution. Et étant donné le grand nombre de météorites que nous avons trouvées sur le fond de la mer, nous pouvons estimer que le flux de météorites vers la Terre a dû être de plusieurs ordres de grandeur plus élevé qu’aujourd’hui.

Mais comment savons-nous que ce bombardement créé une énorme quantité de poussière qui a abaissé la température? Nous avons également étudié la répartition des poussières de taille très fine, de taille micrométrique, dans les couches sédimentaires. Nous avons pu déterminer qu'il avait une origine extraterrestre en détectant de l'hélium et d'autres substances incorporées dans les sédiments, qui ne pouvaient s'expliquer que par le vent solaire ayant bombardé la poussière, l'enrichissant de ces éléments sur son chemin vers la Terre.

Nos résultats montrent clairement que d'énormes quantités de poussière à grain fin ont atteint la Terre peu après la dissolution. Et les archives géologiques montrent que peu de temps après l’arrivée de la poussière, le niveau de la mer a chuté de façon spectaculaire dans le monde entier – le début de la période glaciaire. C'est parce que l'eau de mer avait été transférée aux hautes latitudes, où se formaient de grandes calottes glaciaires.

Le résultat était complètement inattendu – nous nous sommes appuyés au cours des 25 dernières années sur des hypothèses très différentes pour comprendre ce qui s'est passé pendant cette période. Par exemple, alors que nous soupçonnions que l’événement de diversification était en quelque sorte lié à la rupture d’un astéroïde, nous pensions que les nombreux petits astéroïdes qui ont également atteint la Terre après la rupture, plutôt que la poussière, avaient un rapport avec les changements.

Leçons pour la recherche sur le climat

Le réchauffement de la planète se poursuit sous l’effet des émissions de dioxyde de carbone et l’augmentation de la température est maximale aux hautes latitudes. Selon le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat, nous nous approchons d'une situation qui rappelle les conditions qui prévalaient avant la collision avec un astéroïde il y a 466 millions d'années. Il est évident que poursuivre sur cette voie ne sera pas bénéfique pour la biodiversité.

Au cours des dix dernières années environ, les chercheurs ont discuté de différentes méthodes artificielles pour refroidir la Terre en cas de catastrophe climatique majeure. Une solution serait de placer les astéroïdes, tout comme les satellites, sur des orbites autour de la Terre de manière à libérer continuellement la poussière fine et donc bloquent en partie le réchauffement de la lumière solaire .

Nos résultats montrent pour la première fois que de telles poussières ont parfois refroidi la Terre de façon dramatique, laissant espérer qu’elle pourrait être une solution artificielle viable. Nos études peuvent fournir une compréhension plus détaillée, fondée sur des données empiriques, de la façon dont cela fonctionne et qui peut être utilisée pour créer et évaluer des modèles informatiques de tels événements.

Mais dans l’avenir prévisible, il n’ya pas d’autre moyen de lutter contre le changement climatique que de le faire. réduire nos émissions de carbone. En fin de compte, c’est le seul moyen de préserver l’accroissement spectaculaire de la diversité de la vie qui s’était déroulé il ya 466 ans.

Cet article est republié de The Conversation par . ] Birger Schmitz professeur de physique nucléaire, Université de Lund sous licence Creative Commons. Lisez l'article original .