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Quelle physionomie la Terre avait-elle il y a 3,5 milliards d'années ? Peu de traces matérielles permettent de le savoir, et la question fait l'objet de vifs débats dans la communauté scientifique. Les analyses de roches siliceuses, menées depuis trois décennies, avaient incité certains à avancer l'hypothèse que les océans du précambrien étaient très chauds, mais leurs arguments restaient fragiles.
De nouveaux travaux sur les mêmes sédiments, publiés jeudi 26 octobre dans la revue Nature, donnent plus de poids à cette théorie. Ils suggèrent que les températures océaniques ont connu un maximum, entre 50 °C et 80 °C, il y a 3,5 milliards d'années. Et qu'elles auraient amorcé une décrue importante il y a 2 milliards d'années pour parvenir, il y a 550 millions d'années environ, à une température de 20 °C (elle est d'environ 30 °C aujourd'hui). Cette décrue des températures pourrait avoir permis "l'explosion cambrienne", événement qui a vu une grande diversification des formes de vie et qui remonte, selon les paléontologues, à entre 520 et 540 millions d'années.
Jusqu'à présent, l'analyse des rapports entre les différents isotopes de l'oxygène contenu dans ces roches - appelées "cherts" - laissait bien penser que les océans avaient dû être chauds. "Mais beaucoup de scientifiques étaient sceptiques, dans la mesure où les températures en question auraient pu refléter non celle des océans mais celle, locale, de fluides hydrothermaux, par exemple, explique Marc Chaussidon, chercheur (CNRS) au Centre de recherches pétrographiques et pétrochimiques et coauteur de ces travaux. Grâce à une sonde ionique, nous avons effectué le même type de travail pour le silicium contenu dans les mêmes échantillons."
Les rapports entre isotopes du silicium de la roche traduisent sa solubilité dans l'eau - donc la température de celle-ci au moment de la formation des roches. Les indications données par l'étude du silicium s'avèrent conformes à celles de l'oxygène.
"EFFET DE SERRE TRÈS PUISSANT"
Pour Edouard Bard, titulaire de la chaire Evolution du climat et des océans, du Collège de France, "ces nouveaux travaux vont plutôt à l'encontre - mais sans les remettre complètement en cause - des théories dites de la "Terre boule de neige", selon lesquelles notre planète a été dans un lointain passé totalement gelée ou presque, sur de longues périodes ou par intermittence. Ces théories sont en phase avec les courbes d'évolution de l'activité stellaire bâties par les astrophysiciens, précise M. Bard. Selon ces modèles, il y a 4 milliards à 2 milliards d'années, le Soleil éclairait la Terre environ 10 % à 20 % moins qu'aujourd'hui."
Les océans se seraient donc refroidis au cours de longues périodes pourtant marquées par une augmentation globalement continue de l'activité solaire.
L'inertie thermique des mers est telle qu'il est impossible que l'atmosphère terrestre ait pu être tempérée ou froide avec des océans aussi brûlants. "Du coup, ajoute M. Bard, on peut imaginer que prévalait alors un effet de serre très puissant, avec d'importantes concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone ou de méthane." Et, en somme, que, dans sa prime jeunesse, la Terre ait ressemblé davantage à Vénus qu'à Mars.
"Ces résultats pourraient aussi nous éclairer sur l'absence de sédiments datés de 4,5 milliards à 3,5 milliards d'années, suggère François Robert, chercheur (CNRS) au Muséum national d'histoire naturelle et coauteur de ces travaux. Il est possible qu'au cours de cette période les températures aient été telles que toute l'eau disponible sur Terre l'ait été sous forme gazeuse." En l'absence d'eau liquide, les sédiments ne peuvent, en effet, se former.
Stéphane Foucart
Article paru dans l'édition du 31.10.06.
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