L'Histoire de la Terre...

La déforestation en Afrique centrale vient de révéler ce qui pourrait être l'un des plus gros cratères d'impact découverts ces dix dernières années.

La structure en anneau repérée au centre de la République démocratique du Congo s'étend sur 36 à 46km de largeur. Elle domine le terrain alentour d'une cinquantaine de mètres et est entourée par la rivière Una qui souligne sa courbe. Cette structure pourrait résulter de la chute d'un astéroïde de 2 km de diamètre, voici quelque 60 millions d'années.

La forme en anneau de la structure est clairement visible sur cette image satellite. Crédit: GoogleEarth

Afin de confirmer cette origine céleste, des experts de l'université de Padoue (Italie) vont rechercher sur place la présence de « quartz choqués ». Cette forme minérale est créée lorsque la roche est soumise à l'intense pression d'un impact à très grande vitesse.

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/evenement/4982_un-cratere-d-impact-geant-au-congo

L'examen d'une strate géologique vieille de 12900 ans, au Groenland, indique que le "Grand Gel" qui a sévi sur la Terre à cette époque serait consécutif à un gigantesque impact cométaire. L'indice le plus fort est la présence d'un élément particulier, l'ammonium, dans la couche concernée.

En effet, pour Adrian Melott, de l'université du Kansas (États-Unis), la désintégration d'une comète se traduit par une brusque élévation de la quantité d'ammonium dans l'atmosphère. Car, dans des conditions de pression et de température extrêmes qui suivent l'arrivée dans l'atmosphère d'un gros corps, l'azote de l'air et l'hydrogène forment ce composé chimique.

Or l'hydrogène n'est pas présent en quantité suffisante dans des corps rocheux tels que les astéroïdes ou les météorites. Seules les comètes en contiennent assez, lié à de l'oxygène sous forme de glace, pour produire l'ammonium observé.

Une comète a-t-elle percuté la Terre il y a 12900 ans ? Crédit: S.Numazawa/Apb/Ciel et Espace Photos

D'où l'hypothèse de la chute d'une grosse comète voici 12900 ans. Selon les taux mesurés, ce bolide aurait eu une masse de 50 milliards de tonnes, assez pour produire à la fois un souffle dévastateur et une vague de froid, le fameux "Grand gel" de la fin de l'ère glaciaire, dont l'origine est toujours débattue.

Reste qu'aucun cratère important daté de cette époque (récente à l'échelle géologique) n'a été retrouvé. Sur ce point, Adrian Melott fait un rapprochement avec un événement plus récent et de moindre ampleur, survenu le 30 juin 1908, en Sibérie: la catastrophe de la Toungouska (lire le dossier paru dans Ciel & Espace n°458 de juillet 2008 et l'actualité du 30 juin 2008).

Ce jour-là, un bolide cométaire d'une masse évaluée à 50000 tonnes a explosé entre 6 et 10km d'altitude. Outre le souffle qui a ravagé 2000km² de taïga, le phénomène a entraîné lui aussi une augmentation du taux d'ammonium dans l'atmosphère au cours de l'hiver qui a suivi. Mais le corps céleste n'étant pas entré en contact avec le sol, aucun cratère n'a jamais été retrouvé. La même chose a pu se produire voici 12900 ans.

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/evenement/5093_une-comete-geante-aurait-percute-la-terre-il-y-12900-ans

Les astéroïdes ont-ils apporté l'eau et la vie à la Terre ? Ce n'est pas exclu. Avec le télescope infrarouge de la Nasa installé sur le Mauna Kea, à Hawaï (voir notre diaporama), une équipe américaine a détecté de la glace d'eau et des composés organiques (briques élémentaires de la vie) sur l'astéroïde 24 Themis.

Les astéroïdes pourraient tous contenir de l'eau et de la matière organique. Crédit: Nasa/JPL-Caltech

Gros rocher de 200 km de diamètre, il navigue dans la Ceinture d'astéroïdes, entre Mars et Jupiter. Avec cette découverte, il entre dans la catégorie des astéroïdes aux allures de comète ("main belt comet") que les chercheurs détectent depuis 2006. Reste désormais à savoir si l'eau contenue dans ces corps a exactement la même signature que celle des océans terrestres.

Plus d'informations sur les astéroïdes, écoutez les podcasts ''Astéroïdes: Le monde extraordinaire des petites planètes'', avec l’astronome Patrick Michel, sur le site cieletespaceradio.fr.

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/evenement/5275_les-asteroides-l-origine-de-la-vie

Une équipe de chercheurs italo-égyptienne vient de repérer, grâce à Google Earth, un cratère météorique dans le Sahara.

Ce petit cratère de 45 mètres, baptisé Kamil, a la particularité d'être très récent, puisqu'il s'est formé il y a moins de 2000 ans.

Il a été creusé par une météorite de 1,3 m de diamètre et de 5 à 10 tonnes. La roche céleste aurait percuté le sol à plus de 10000 km/h.

Découvert en Egypte, le cratère Kamil est large de 45 mètres. Crédit: Photograph courtesy Museo Nazionale dell'Antartide Università di Siena.

Comme beaucoup de cratères identifiés ces dernières années, Kamil a été trouvé en étudiant des images satellites disponibles dans Google Earth.

La découverte de tels impacts est primordiale car nous ne savons pas exactement quel est le risque de collision avec des corps de petite taille. Les estimations varient entre 1000 à 10 000 impacts de ce type par million d'années.

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/image-du-jour/5644_un-cratere-dimpact-decouvert-en-egypte

La fin du monde ne surviendra pas dans 4,5 milliards d'années, avec la mort du Soleil, mais bien plus tôt que cela ! Les plantes, puis les animaux devraient avoir disparu de la surface de la Terre dans moins d'un milliard d'années.

Vue du mont Saint-Michel, la lente évolution de notre planète au cours des prochains millions d'années. Crédit: L.Bret pour C&E

C'est ce que les chercheurs Peter Ward et Donald Brownlee affirment dans leur ouvrage "Vie et mort de la planète Terre", après avoir passé en revue tous les travaux récents prédisant l'avenir de notre planète.

Dans son numéro de février 2011, en kiosque le 25 janvier, “Ciel & Espace” publie les différentes étapes qui attendent la Terre dans le futur. Chaque bouleversement est illustré par des vues d'artistes exclusives.

Du retour des glaciers au continent unique
Nous vivons dans un intermède douillet, l'Holocène, depuis 14 000 ans. Mais les glaciers vont faire leur retour. Dans 30 000 à 100 000 ans, deux nouvelles calottes polaires s'établiront sur la planète en plus du Groenland et de l'Antarctique.

Dans 250 millions d'années, une étape majeure attend la planète: le regroupement de ses continents en un seul, l'ultima Pangea. L'intérieur de cet immense continent centré sur l'équateur sera soumis à des conditions climatiques extrêmes.

L'ère des animaux est sur le déclin
L'ère de la vie évoluée, qui a commencé il y a seulement 600 millions d'années, est déjà sur le déclin. Le gaz carbonique se raréfie dans l'atmosphère. Dans 500 à 900 millions d'années, il n'en subsistera plus assez pour que les plantes assurent leur photosynthèse. Elles s'éteindront, suivies quelques millions d'années plus tard par les animaux.

La Terre deviendra peu à peu un désert de roche et de sel. Les océans vont s'évaporer, la transformant en fournaise. La tectonique des plaques va se figer. Bientôt, les flammes du Soleil à l'agonie menaceront de l'engloutir...

L’animation vidéo ci-dessous résume le destin de la Terre pour les 7 prochains milliards d'années. Notre point de départ pour ce voyage dans le futur, le mont Saint-Michel:


Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/node/6545

Le cratère de Luizi, au sud du Congo, est le premier cratère d'impact recensé en Afrique centrale. Sur 181 gros impacts météoritiques répertoriés sur Terre, seulement 18 sont situés en Afrique. L'un d'eux, encore à confirmer, est aussi au Congo.

Modélisation du cratère de Luizi, au Congo, à partir de données satellites. Crédit: NASA/SRTM

L'impact météoritique: une vieille idée
L'hypothèse d'une origine extraterrestre pour ce cratère de 17 km de diamètre avait déjà été émise en 1919 dans un rapport allemand de géologie, sans toutefois apporter des preuves. Ce sont elles que le chercheur Ludovic Ferrière et son équipe sont allés chercher sur le terrain, dans la province de Katanga.

Des formes minérales particulières
L'analyse des prélèvements a confirmé la présence de « quartz choqués » qui se forment dans des conditions de très haute température et de pression, lors d'un impact à grande très vitesse. L'estimation de l'âge reste floue. Les scientifiques peuvent seulement affirmer que les roches affectées sont vieilles d'environ 575 millions d'années.

L'état de conservation du site, sa taille moyenne et sa morphologie permettent au jeune chercheur d'affirmer que ce cratère d'impact est idéal pour étudier plus en détail leur processus de formation.

La Terre est un corps céleste (presque) comme les autres qui n'est pas à l'abri de rencontres avec les voyageurs de l'espace ! Les chercheurs pensent qu'elle a été percutée par une comète voici 12900 ans. Plus récemment, le 30 juin 1908, un bolide a explosé dans l'atmosphère au-dessus de la Sibérie.

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/node/6904

Le dernier déluge d'astéroïdes qu'a subi notre planète a duré 15 fois plus longtemps que ce que l'on pensait. Au lieu d'être bombardée pendant 100 millions d'années, la Terre aurait enduré des impacts majeurs pendant 1,5 milliard d'années ! William Bottke, de la NASA, et son équipe ont en effet révisé le scenario du bombardement massif tardif, survenu il y a 4 milliards d'années dans le système solaire.

Les géantes jouent aux quilles
Pour expliquer les événements survenus à cette époque reculée, le «modèle de Nice» est aujourd'hui le plus accepté. Il prétend que toutes ces énormes météorites primordiales provenaient d'une ceinture d'astéroïdes naviguant entre Mars et Jupiter.

«Il y a 4 milliards d'années, les orbites des toutes jeunes planètes géantes Jupiter et Saturne a brusquement changé, ce qui a chamboulé profondément la configuration de tout le système solaire, explique Allessandro Morbidelli, à l'origine du modèle de Nice, et co-auteur de l'article de William Bottke. La ceinture d'astéroïdes en a été si perturbée qu'elle a éjecté ses objets vers les planètes plus proches du soleil, dont la Terre fait partie. » Le cataclysme a été si intense que la ceinture que l'on observe aujourd'hui ne contiendrait plus que 10% de sa masse initiale.

De gigantesques astéroïdes ont frappé la Terre pendant plus d'un milliard d'années. Crédit: L. Bret/Ciel et Espace

Des astéroïdes retardataires
Pour affiner leur modèle, les chercheurs ont récemment simulé l'effet qu'aurait eu la migration des planètes géantes sur une petite extension intérieure de la ceinture d'astéroïdes. Résultat: si la plupart de ses objets ont bien été expulsés avec tous les autres, une fraction d'entre eux aurait été temporairement placée sur une orbite très inclinée, et curieusement stable - celle des astéroïdes Hungaria, dont il existe encore quelques spécimens aujourd'hui. Cette nouvelle orbite aurait servi d'escale aux petits corps, qui s'en seraient échappés au compte-goutte pendant les centaines de millions d'années suivant, prolongeant le bombardement tardif de 1,5 milliards d'années.

Un scénario plus cohérent ?
Ce résultat est étonnant, mais il arrange bien Allessandro Morbidelli et ses collègues. Il explique la présence de bassins lunaires formés il y a 3 milliards d'années. Jusqu'à présent, leur existence demeurait une énigme dans le modèle de Nice.

Il arrange aussi les géologues car il explique certaines traces de roches fondues très anciennes, qui semblent indiquer que d'énormes objets se sont crashé sur la Terre jusqu'à 2,5 milliards d'années dans le passé.

Au final, les gros objets de la ceinture Hungaria ont continué à maltraiter notre planète pendant 1,5 milliard d'années, jusqu'à la fin de l'Archéen (voir cette présentation de Hervé Martin). Il est amusant de remarquer que la vie complexe a émergé à partir de ce moment là, comme si elle avait attendu la fin du déluge...

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/node/7085

En exclusivité pour Ciel & Espace, le pilote français Olivier Celerier publie les clichés d'un possible cratère d'impact. Sa taille est comparable à celle du Meteor Crater, en Arizona.

Repérée lors d'un vol à basse altitude dans la région des lacs d'Ounianga, dans le nord du Tchad, cette petite structure de 1,5 km de diamètre, balayée par les vents du désert, fait irrésistiblement penser à un autre cratère tchadien, le cratère d'Aorounga, 100 km plus au nord, né d'un gros impact il y a moins de 345 millions d'années.

Le cratère découvert par le Français Olivier Celerier fait 1,5 km de diamètre. Est-il d'origine céleste ? Seule une expédition sur place pourra le confirmer. Crédit: O. Célerier

La découverte d'Olivier Celerier doit-elle être ajoutée au tableau des 178 cratères d'origine céleste recensés sur Terre à ce jour ?

Un cratère non répertorié
«J'ai observé pour la première fois le petit cratère en 2009», explique le pilote français. À l'époque, il note immédiatement les coordonnées du site, prend quelques clichés, et court se renseigner auprès du Centre national d’appui à la recherche du Tchad. «Là, on m'a expliqué que le cratère ne figurait pas sur les cartes. Ce qui n'est pas forcément étonnant car la piste la plus proche passe à plusieurs dizaines de kilomètres», raconte Olivier Celerier.


Le Français contacte alors des géologues, qui jugent ses clichés «très intéressants» et lui répondent que «si le cratère est lié à une météorite, alors elle devait faire dans les 10 mètres de diamètre». Il ajoute: «Surtout, ils m'ont expliqué que, pour s'en assurer, il fallait monter une expédition sur place !»

Des preuves à collecter
«Pour décider si un cratère a une origine météoritique ou pas, il faut récolter des preuves géologiques», explique ainsi le géologue Pierre Thomas (ENS Lyon). Par exemple ? «Des cônes de percussion, qui ne se forment qu'à très haute pression, ou des brèches comme celles de l'astroblème de Rochechouart, par exemple des quartz choqués.» Le nec plus ultra consistant évidemment à trouver des fragments de la météorite elle-même, ce qui est toutefois très rare...

Les photos aériennes ou satellites, aussi séduisantes soient-elles, ne suffisent pas pour se faire une opinion. «Ici, la ressemblance avec un cratère d'impact est troublante, mais il faut savoir qu'en dehors des volcans, plusieurs processus géologiques peuvent conduire à la formation de cratère.» Dans le Sahara encore, en Mauritanie, la structure de Richat est un bel exemple de faux ami.

Il faudra donc qu'une équipe scientifique monte une expédition pour confirmer, ou pas, l'origine céleste du cratère de Faya-Largeau (du nom de la ville la plus proche). Avis aux amateurs.

Le cratère a été repéré lors d'un survol à 2500 m d'altitude. Crédit: Olivier Celerier

Le cratère présente un piton central. Ce n'est pas forcément le signe d'une origine météoritique. Crédit: Olivier Celerier

L'envoi d'une expédition sur place risque d'être difficile, le nord du Tchad étant partiellement miné. Crédit: Olivier Celerier

Mise à jour du 19/04/2011: Un internaute nous signale la publication, en 2007, d'une courte note des planétologues allemands Martin Schmieder et Elmar Buchner (université de Stuttgart) annonçant la découverte du cratère sur des images satellites de Landsat et du radar de topographie de la navette spatiale.

Les chercheurs notent "une morphologie typique des petits cratères d'impact complexes". Ils précisent aussi qu'il est "difficile d'expliquer la formation du bassin de Faya par des processus géologiques courants", aucune trace de volcan, aucun diapir, aucun puits d'effondrement et aucune trace d'érosion glaciaire n'étant repertoriés dans la zone.

En 2010, les deux chercheurs ont a nouveau publié un court article sur ce cratère, notant sa similarité avec certains cratères de Mars (voir l'article scientifique en anglais). Affaire à suivre.

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/node/7103

Le site Chinadaily.com rapporte la possible découverte d'un caillou tombé de l'espace, dont le poids avoisine les 25 tonnes...

• Découvrez les images d'astéroïdes >>

Les météorites sont une manne céleste pour les scientifiques. Issues de noyaux de comètes ou d'astéroïdes, elles nous parviennent après un très long voyage et nous permettent de mieux comprendre l'histoire du Système solaire. Il est plus facile de trouver des météorites sur la Lune ou sur Mars, des corps célestes dépourvus ou presque d'atmosphère et d'érosion. Sur Terre les trouvailles sont plus rares. L'une des météorites les plus célèbres est celle d'Allende qui tomba au Mexique le 8 février 1969 et qui reste à ce jour la plus grosse chondrite carbonée retrouvée sur Terre (on en a récolté un peu plus de 2t dont un fragment de 110kg). Mais Allende doit surtout sa célébrité à ses anomalies isotopiques qui sont dues à l'explosion d'une supernova très peu de temps avant la formation du Système solaire. L'année 1969 fut d'ailleurs une année faste puisqu'on assista également à la chute d'une autre pierre céleste, la météorite de Murchison (en Australie), riche de millions de molécules organiques.

Le site Internet du journal Chinadaily rapporte la découverte le 17 juillet de ce qui ressemble beaucoup à une grosse météorite ferreuse dans la région de Xinjiang, à l'extrême ouest de la Chine. La météorite mesure plus de 2m de long pour 1,25m de large. Reste à expliquer sa découverte si tardive et l'absence de cratère associé.

Ce qui ressemble beaucoup à une énorme météorite ferreuse a été découvert en Chine. © Chinadaily/Xinhua

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/en-bref-une-enorme-meteorite-decouverte-en-chine_31495/

Depuis une trentaine d’années, certains chercheurs pensaient avoir mis en évidence une périodicité dans le taux d’impact de petits corps célestes sur Terre, expliquant en partie les grandes extinctions. Elles seraient causées par l’orbite périodique d’un compagnon obscur du Soleil, Némésis. Mais selon un chercheur de l’institut d’astronomie Max Planck à Heidelberg, il n’en serait rien.

En 1984, les paléontologues David Raup et Jack Sepkoski ont publié un article dans lequel ils affirmaient avoir identifié une périodicité d’environ 26 millions d’années dans les extinctions importantes ayant frappé la biosphère au cours des derniers 250 millions d’années. Les grandes crises du Permien-Trias et du Crétacé-Tertiaire, avec la fameuse disparition des dinosaures, n’étant que des exemples extrêmes de ces extinctions.

Rapidement, plusieurs astronomes et physiciens, dont Richard A. Muller, ont proposé d’expliquer cette périodicité à l’aide de phénomènes astrophysiques. L’une des théories les plus connues est celle de Némésis qui serait une naine rouge très peu lumineuse, ou encore une naine brune (à moins que ce ne soit une géante comme l’hypothétique Tyché) compagne du Soleil et qui se rapprocherait périodiquement du Nuage de Oort. En perturbant gravitationnellement ce nuage, cette compagne précipiterait un nombre important de comètes vers le Système solaire interne, augmentant le taux d’impact.

D’autres explications ont été proposées. On sait par exemple que dans son voyage autour du bulbe galactique le Soleil ne suit pas une simple orbite circulaire mais effectue aussi des oscillations lui faisant traverser périodiquement le plan galactique.

En vert, l'orbite complexe du Soleil dans la Voie Lactée. © Mikhail Medvedev, Dimitra Atri

Némésis rangée au placard
Selon Coryn Bailer-Jones, une analyse statistique correcte de la répartition dans le temps des 180 grands cratères d’impacts connus sur Terre avec des âges allant jusqu'à 2,4 milliards d’années et des diamètres allant jusqu'à 300km ne montre rien de tel. Les périodicités identifiées par différents auteurs et qui pouvaient aller de 13 à 50 millions d’années ne seraient que des artefacts dus à de mauvaises applications des méthodes statistiques utilisées jusqu’à présent.

En utilisant une méthode bayésienne évitant selon lui divers biais statistiques, il trouve même une diminution monotone du taux d'impact, enregistrée en remontant dans le temps au cours des 250 derniers millions d’années pour les cratères de plus de 5km. Cela s’explique bien si le taux d’impact est constant depuis cette époque mais que l’érosion finit par faire disparaître les petits cratères les plus anciens. L'ensemble des cratères plus grands que 35km (donc moins affectés par l'érosion et le remplissage) et plus jeunes que 400 millions d’années sont bien expliqués aussi par un modèle reposant sur une probabilité d'impact, constante pendant cette période.

Némésis, comme dans l’Antiquité grecque, ne serait donc qu’un mythe...

Une vue d'artiste de l'impact d'un corps céleste sur la Terre. © Don Davis

* Bayesian time series analysis of terrestrial impact cratering
* The evidence for and against astronomical impacts on climate change and mass extinctions: A review

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/nemesis-nexpliquerait-pas-les-grandes-extinctions_32553/

Cette fois, on en est certain: des météorites abritent bien des molécules organiques, premières briques de la vie. Celle-ci pourrait donc avoir été importée sur Terre dans les premiers âges par un bombardement d'astéroïdes, sous forme de molécules organiques qui en interagissant auraient peu à peu formé des molécules plus complexes, de l'ADN, puis des cellules, puis, bien plus tard, l'homme !

Ce n'est pas la première fois qu'une telle nouvelle est annoncée. Mais à chaque fois, un doute subsistait: comment être sûr qu'il ne s'agit pas bêtement de ces molécules qui abondent sur la Terre, et qui auraient contaminé la météorite au fil des années ?

Une contamination terrestre peu probable
Jim Cleaves, du Laboratoire de Geophysique de Carnegie, a répété l'expérience dans 12 échantillons de météorites, trouvées pour la plupart dans la glace de l'Antarctique. Bilan: de l'adénine et de la guanine, constituants de base de l'ADN. Mais surtout... des traces de purine. Celles-ci ressemblent aux bases azotées de l'ADN, mais n'interviennent absolument pas dans la chimie du vivant. Alors pourquoi le signaler ? C'est quelles sont rarissimes sur Terre ! Ce serait une coïncidence incroyable que les météorites soient tombées pile sur un endroit contenant ces molécules ! La découverte de ces molécules parmi toutes les autres tend à prouver qu'elles proviennent toutes bien de la météorite, et non d'une contamination terrestre.

Mais les coïncidences existent. Les chercheurs ont donc analysé la glace et le sol où les météorites ont été découvertes. S'ils ont trouvé de la guanine et de l'adénine en proportion bien plus faible que dans la météorite, pas la moindre molécule de purine !

Astéroïdes en laboratoire
Pour enfoncer le clou, ils ont reproduit en laboratoire les conditions chimiques qui règnent dans un astéroïde. A partir de cyanure d'hydrogène, d'ammoniac et d'eau, et ont réussi par cette technique à synthétisées toutes les nucléobases citées précédemment.

Au final, ce triple succès renforce l'idée selon laquelle les premières molécules importantes pour le développement de la vie auraient été apportées dans l'océan primordial terrestre par les astéroïdes, en un mot: que la vie serait tombée du ciel.


Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/node/7630

Un article publié dans Nature confirme ce que l’on savait déjà depuis plusieurs années: l’or de nos lingots et bijoux provient du Grand bombardement tardif survenu il y a environ 4 milliards d’années. Il a donc été apporté sur Terre par des astéroïdes, après la formation de la Terre et de la Lune.

L’or, tout comme le platine, est considéré comme un élément hautement sidérophile par les géologues, c'est-à-dire qu’il a tendance à se trouver associé à du fer dans les minéraux des roches. Comme de plus il est plus lourd que le fer, tout l’or de la Terre aurait dû se retrouver dans son noyau ferreux lors de la différentiation de la Terre, moins de 100 millions d’années après sa naissance. Sa présence dans la croûte terrestre était donc une énigme.

Mais depuis des années, on sait que l’or est d'origine extraterrestre tout comme le platine. Il a été apporté sur Terre par les astéroïdes lors du Grand bombardement tardif (ou Late Heavy Bombardment - LHB en anglais), une période théorique de l'histoire du Système solaire s'étendant approximativement de 4,1 à 3,9 milliards d'années, durant laquelle se serait produite une notable augmentation des impacts météoriques ou cométaires sur les planètes telluriques.

Cela vient d’être confirmé à nouveau par des travaux publiés dans Nature (voir le lien au bas de l'article) et portant sur le rapport des abondances de deux isotopes du tungstène dans des roches de la région d’Isua au Groenland. Ces roches figurent parmi les plus anciennes, avec un âge estimé à 3,8 milliards d’années. Celles analysées se seraient formées à partir d’un magma, dans le manteau, plus ancien que l’époque du LHB. Le rapport ¹⁸²W/¹⁸⁴W mesuré est plus élevé que celui des roches actuelles. Selon les géochimistes, c’est exactement ce à quoi il fallait s’attendre si le manteau et la croûte terrestre étaient bien dépourvus d’or. Celui-ci ne serait donc arrivé qu’à l’occasion du LHB.

Une vue de la région d'Isua au Groenland. © Tokyo Institute of Technology

* The tungsten isotopic composition of the Earth’s mantle before the terminal bombardment

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/geologie-1/d/buzz-lor-est-bien-dorigine-extraterrestre_33323/

298 Baptistina est innocent ! C’est du moins ce que clament les chercheurs de Wise, qui ont revu à la baisse l’âge de la collision ayant produit les fragments de la famille d’astéroïdes associée à ce corps céleste. Ce ne serait finalement pas un de ces fragments qui serait tombé sur Terre il y a 65 millions d’années, entraînant la disparition des dinosaures.

L'astéroïde 298 Baptistina n’est pas le tueur du T-rex à l’origine de l’astroblème de Chicxulub, selon un groupe de chercheurs ayant utilisé les observations récemment fournies par le Wide-field Infrared Survey Explorer (Wise). Rappelons que c’est en 2007 qu’un article publié dans Nature faisait état de travaux menés par William Bottke, David Vokrouhlický et David Nesvorný du Southwest Research Institute (SWRI) à Boulder (Colorado), identifiant un astéroïde de la famille des Baptistina comme étant à l’origine de la crise K-T.

Partant des informations géochimiques obtenues sur Terre, pointant un certain type d’astéroïde ayant engendré le fameux cratère du Yucatan associé à la disparition des dinosaures, les planétologues avaient utilisé les équations de la mécanique céleste pour remonter à l’origine du petit corps céleste ayant frappé la Terre il y a 65 millions d’années.

Selon eux, tout avait commencé il y a environ 160 millions d’années, lorsqu’un astéroïde de quelque 60km de diamètre est entré en collision avec un autre de 170km de diamètre. Le choc a généré de nombreux fragments, dont le plus gros présente un diamètre de 40km actuellement. C’est l’un d’entre eux qui, suite à des perturbations gravitationnelles, aurait fini par entrer en collision avec la Terre.

Mais ce scénario ne tient plus si l’on en croit des chercheurs ayant analysé les observations en infrarouge de Wise concernant 157.000 astéroïdes de la ceinture s’étendant entre Mars et Jupiter. Ces planétologues ont en particulier étudié de plus près 1.056 membres de la famille des Baptistina. En revoyant leurs tailles, ils sont parvenus à la conclusion que la collision à l’origine de ces astéroïdes s’était en réalité produite il y a 80 millions d’années. Pour eux, les 15 millions d’années séparant cet événement de celui du Yucatan n’ont pas laissé suffisamment de temps à un petit corps céleste de 5km à 10km de diamètre pour rejoindre la Terre.

Pourquoi une telle révision de la date de la collision ?
Il faut savoir que la taille des astéroïdes était jusqu’à présent déduite des propriétés de réflectivité de ces corps célestes dans le domaine optique seul. Or, cette méthode n’est pas très précise. En utilisant sur une plus large bande les émissions des astéroïdes dans le domaine de l’infrarouge, liées à leur température et à leur taille, il devient possible d’améliorer la connaissance de la réflectivité et finalement de la taille de ces blocs de matières primitives.

Au final, les tailles des astéroïdes de la famille des Baptistina ont été revues à la baisse, entraînant une date plus récente pour la collision. En effet, de plus petits corps sont plus sensibles à des effets de résonnances gravitationnelles engendrés par Jupiter et Saturne, ce qui conduit à une dispersion plus rapide des fragments de la collision.

Pour William Bottke, à contrario, cela voudrait dire que la probabilité d’une collision entre la Terre et un de ces fragments était plus élevée que ce que l’on pensait. Plutôt que d’innocenter 298 Baptistina, cela ne ferait donc qu’augmenter la présomption de sa culpabilité...

Une représentation d'artiste de la collision à l'origine de la famille d'astéroïdes des Baptistina. © Don Davis

* Main Belt Asteroids with WISE/NEOWISE I: Preliminary Albedos and Diameters

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/wise-innocenterait-le-tueur-presume-de-dinosaures-298-baptistina_33534/

Si l'origine cosmique de l'eau des océans a fait son chemin dans les esprits depuis quelques années, les chercheurs en attribuaient jusqu'à présent la responsabilité aux astéroïdes. Mais voilà que de nouveaux résultats concernant l'étude de la comète Hartley 2 redonnent aux astres chevelus la paternité des océans terrestres.

On a très longtemps cru que le dégazage du manteau terrestre suffisait à expliquer la présence des océans, tant les gaz volcaniques sont riches en eau. Mais cette certitude a été très fortement ébranlée ces dernières années. En 2008 une équipe internationale de chercheurs, dont des géologues de l'Institut de Pphysique du Globe de Paris, avait révélé les résultats d'une étude conduite au niveau des dorsales océaniques. En analysant des échantillons de basalte, ces chercheurs avaient découvert des compositions isotopiques trop différentes entre le manteau terrestre et l'océan, sous-entendant que ce dernier avait plus de chances d'avoir été formé à partir de matériel extraterrestre. L'an dernier l'étude de 24 Thémis par le télescope IRTF (InfraRed Telescope Facility) avait permis de révéler pour la première fois la présence de glace d'eau à la surface d'un astéroïde, confirmation de ce que soupçonnaient déjà les astronomes.

Pour savoir si l'eau extraterrestre est identique à celle de nos océans, les scientifiques traquent la proportion de deutérium, un isotope naturel de l'hydrogène. Jusqu'à présent c'est dans les astéroïdes que l'on observait la bonne proportion de deutérium et on en était parvenu à la conclusion qu'ils avaient été les grands pourvoyeurs de nos océans. C'était sans compter sur la comète Hartley 2...

Une vue détaillée de la comète 103P/Hartley 2, obtenue par la sonde Epoxi en novembre 2009. Les plus petits détails visibles font moins de 10m. © Nasa

Une comète très étudiée
L'automne dernier a été marqué par le passage d'un nouvel astre chevelu, la comète Hartley 2. Découverte en 1986 depuis l'Observatoire anglo-australien de Siding Spring par l'astronome britannique Malcom Hartley, la comète Hartley 2 passa le 20 octobre 2010 à 18 millions de km de la Terre. Sa magnitude de 5 permit aux astrophotographes de réaliser de magnifiques images de cette belle comète verte. De nombreux télescopes la scrutèrent, dont les observatoires spatiaux Wise et Hubble. Mais c'est surtout la rencontre entre la comète et la sonde Epoxi à 700km de distance le 4 novembre qui suscita l'enthousiasme. Ce survol révéla que la comète avait une forme bilobée rappelant étrangement l'aspect de l'astéroïde Itokawa.

Depuis un an, les astronomes s'emploient à dépouiller les multiples données recueillies pendant la campagne d'observation de cette comète. C'est le télescope spatial infrarouge Herschel qui a fait une découverte des plus inattendues, selon une étude publiée le 5 octobre dans la revue Nature. Alors que jusqu'à présent les comètes observées présentaient une proportion de deutérium inappropriée pour avoir pu jouer un rôle dans l'apport d'eau sur Terre, Hartley 2 a montré qu'elle contenait de l'eau avec la même signature chimique que celle des océans terrestres.

On estimait ces dernières années que l'eau d'origine cométaire représentait moins de 10% du volume de nos océans - la découverte du télescope Herschel signifie que les comètes ont sans doute joué un rôle bien plus important que prévu.

Avec Hartley 2, les astronomes ont désormais la certitude que les comètes ont pour beaucoup participé à la formation des océans terrestres. © J.-B. Feldmann

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/origine-extraterrestre-des-oceans-les-cometes-remises-a-lhonneur_33852/

Depuis les années 1990, l'hypothèse de la Terre « boule de neige » tient la corde - pendant longtemps, notre planète a été presque entièrement recouverte de glace et de neige. Mais une récente étude affirme que c'est impossible car la quantité de gaz à effet de serre alors disponible n'aurait jamais suffi à faire fondre cette calotte glaciaire géante.

L'hypothèse selon laquelle, il y a 635 millions d'années, la Terre aurait été entièrement recouverte de glace, vient de prendre un coup de chaud. La concentration atmosphérique en CO₂ durant cette période est beaucoup plus faible que prévu, c'est ce que révèle une équipe de chercheurs français de l'Institut de Physique du Globe de Paris (CNRS/IPGP/Université Paris Diderot), en collaboration avec le laboratoire Géologie et gestion des ressources minérales et énergétiques ainsi qu'avec des scientifiques brésiliens et américains. Leur étude, parue dans la revue Nature du 6 octobre 2011, remet en cause une partie de cette hypothèse dite de la Terre « boule de neige » et relance le débat sur l'origine du mécanisme de déglaciation.

La Terre a traversé plusieurs épisodes glaciaires extrêmes, dont deux durant la période géologique bien nommée du Cryogénien (il y a 710-630 millions d'années). En 1992 et en 1998, des scientifiques ont émis l'hypothèse qu'il y a environ 635 millions d'années, notre planète aurait connu un épisode glaciaire majeur, laissant le Globe entièrement recouvert de glace. Encore aujourd'hui, la question de la sortie d'un tel épisode reste en suspens. La glace, en effet, renvoie vers le ciel une plus grande partie du rayonnement solaire que les roches (on dit qu'elle présente un fort albédo). Une couverture glaciaire intégrale ou presque limite donc le réchauffement et devrait être assez stable.

Dans cette hypothèse de la Terre « boule de neige », on supposait que du CO₂ d'origine volcanique s'était accumulé dans l'atmosphère en quantité suffisante pour que ce gaz à effet de serre ait pu réchauffer la surface de la planète et provoquer la fonte des glaces. Théoriquement, les teneurs en CO₂ proposées dans le cadre de cette hypothèse devaient varier autour de 120.000PPMV (partie par million en volume) (soit 12%), un taux 300 fois supérieur aux teneurs actuelles.

La théorie de la Terre « boule de neige » semble présenter des failles. © Nasa

Trop peu de CO₂ pour sortir de la glaciation ?
Afin d'estimer la teneur en CO₂ atmosphérique pour cette période, les chercheurs français, brésiliens et américains ont étudié des carbonates déposés il y a 635 millions d'années (glaciation Marinoenne). Ces premiers sédiments recouvrent les dépôts glaciaires de cette période, considérée comme le témoin d'une glaciation globale, la fameuse Terre « boule de neige ». Cette étude se base sur la différence des compositions isotopiques du carbone entre les carbonates et la matière organique d'organismes fossilisés, reliée à la teneur en CO₂ atmosphérique. Les résultats montrent une concentration très proche de l'actuelle (et inférieure à 3.200PPMV), soit une teneur très insuffisante pour sortir d'un épisode glaciaire d'une telle importance.

Cette étude non seulement remet en cause une partie de l'hypothèse Terre « boule de neige », mais elle implique également que ces épisodes glaciaires n'ont pas été aussi intenses que précédemment proposé. En outre, ces mêmes données s'accordent avec l'idée qu'à la même période, l'atmosphère aurait été beaucoup plus pauvre en oxygène, autour de 1%, alors qu'aujourd'hui, elle est de l'ordre de 20%. Dès lors, les scientifiques doivent se pencher sur d'autres mécanismes de déglaciation ou bien sur d'autres gaz que le CO₂, tel que le méthane, également avancé dans le cadre de cette hypothèse.

Affleurement de la carrière de Terconi, Mato Grosso, Brésil. La partie inférieure montre une couche dolomitique rose surmontée de calcaires gris, plus riche en matière organique. Ces carbonates reposent directement au-dessus des sédiments glaciaires marinoens. © Pierre Sans-Jofre

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/geologie-1/d/lhypothese-de-la-terre-boule-de-neige-contestee_33879/

Les inversions du champ magnétique de la Terre sont banales depuis des centaines de millions d’années au moins. Elles ne se produisent cependant pas de façon périodique. Selon un groupe de géophysiciens du CNRS et de l'Institut de physique du Globe, ces irrégularités seraient liées aux modifications de la répartition des continents au cours des 300 derniers millions d'années.

Le manteau de la Terre est constitué de roches silicatées alors que son noyau contient essentiellement du fer et du nickel. La partie supérieure du noyau est même liquide et elle est le siège de mouvements convectifs turbulents générant le champ magnétique de la Terre selon le mécanisme de ce qu’on appelle une géodynamo. Celle-ci, non seulement génère la magnétosphère de la Terre, mais provoque aussi des inversions de son champ magnétique. Elles se traduisent par une inversion des pôles magnétiques, de sorte qu’il y a plus de 780.000 ans, une boussole aurait pointé vers le Pôle Sud.

On peut étudier les mécanismes de ces inversions au laboratoire comme l’ont montré les chercheurs de la collaboration VKS (Von Karman Sodium). Toutefois, tout n’est pas complètement compris dans ces inversions magnétiques. En particulier, les archives géomagnétiques de la Terre montrent qu’il n’y a pas vraiment de périodicités des inversions, même si certaines régularités peuvent toutefois être mises en évidence. De longues périodes sans inversion ont été séparées par des phases de renversements plus fréquents. On constate ainsi l’existence de superchrones, c'est-à-dire des périodes de stabilité de la polarité du champ magnétique de la Terre durant au moins 10 millions d’années.

On a cherché à comprendre l’évolution temporelle de ces inversions. Comme dans beaucoup de processus non linéaires, des phénomènes chaotiques mais déterministes pouvaient intervenir mais il pouvait aussi s’agir d’un phénomène complètement stochastique. Si l’on en croit trois géophysiciens français, il existerait cependant une corrélation entre la répartition des plaques tectoniques à la surface du Globe et la fréquence des inversions au moins depuis les 300 derniers millions d'années.

Inspiré par les résultats de l’expérience VKS, les chercheurs se sont tournés vers une étude de la répartition des masses continentales au cours de ces derniers 300 millions d’années en évaluant le barycentre des continents afin de déterminer si celui-ci se trouvait au-dessus ou en dessous du plan équatorial.

Un couplage des convections du manteau et du noyau ?
En effet, les simulations effectuées avec VKS ainsi que des travaux théoriques ont montré qu'une inversion magnétique survenait sur Terre lorsque les mouvements du fer en fusion dans le noyau n'étaient plus symétriques par rapport au plan de l'équateur. Plus précisément, ce phénomène commencerait d’abord juste sous l’interface noyau-manteau puis gagnerait l'ensemble du noyau. Or, on sait que même s'ils ne se mélangent pas chimiquement, noyau et manteau ne sont pas indépendants physiquement et des panaches de matière mantellique prennent probablement naissance juste à la base du manteau, au-dessus de l’interface noyau-manteau cette fois-ci.

On pouvait donc soupçonner que les courants de convections, qui influencent la tectonique des plaques et qui sont eux-mêmes influencés en partie par la répartition des continents en surface, établissaient un couplage entre les inversions magnétiques et la répartition des continents. En dressant un bilan de la surface des continents situés dans l'hémisphère nord et ceux dans l'hémisphère sud, les chercheurs ont pu calculer un degré d'asymétrie (par rapport à l'équateur) dans la répartition des continents depuis quelques centaines de millions d’années et tenter de tester leur hypothèse.

Il semble bel et bien que le degré d'asymétrie ait varié au même rythme que le taux d'inversions magnétiques depuis le début de la dislocation de la Pangée il y a environ 200 millions d’années. On constate ainsi que plus le centre de gravité des continents s'éloignait de l'équateur, plus le rythme des inversions s'accélérait (jusqu'à atteindre huit par million d'années pour un degré d'asymétrie maximal).

Les chercheurs mettent toutefois en garde. S’ils ont raison, cela ne signifie cependant pas que ce sont les mouvements des plaques tectoniques qui provoquent les inversions de champs magnétiques. Cela veut simplement dire qu’une corrélation existe entre ce qui se passe dans le noyau liquide de la Terre et les mouvements du manteau liés à la tectonique des plaques.

* Plate Tectonics May Control Geomagnetic Reversal Frequency
* Le site de la collaboration VKS

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/geologie-1/d/tectonique-des-plaques-et-inversions-des-poles-magnetiques-seraient-liees_34304/

C’est peut-être le début de la fin d’un vieux conflit entre géochimistes et sismologues. De nouvelles simulations sur la convection thermochimique à l’intérieur de la Terre indiquent que des vestiges du manteau primitif peuvent exister à sa base tout en étant suffisamment instables pour alimenter les volcans formant certaines îles basaltiques.

On sait que la tectonique des plaques a démarré assez tôt dans l’histoire de notre planète et c’est elle qui fait de la Terre une planète vivante, selon le titre d’un excellent ouvrage de Maurice et Katia Krafft qui nous ont quittés il y a vingt ans cette année. Si l’on connaît assez bien dans les grandes lignes les mécanismes impliqués dans la dérive des continents et responsables de l’expansion océanique au niveau des rifts, comme celui de l’Afar exploré par Haroun Tazieff et ses collègues, il reste de nombreuses zones d’ombre en ce qui concerne plusieurs questions liées à la géochimie et à la géophysique de la Terre lorsque l’on cherche des réponses précises.

Ainsi, depuis longtemps, les géochimistes analysant les basaltes récents des îles océaniques y ont-ils souvent trouvé des signatures indiquant que ces laves refroidies provenaient d’un magma résultant de la fusion partielle d’un manteau très primitif. Or, on a de bonnes raisons de penser que le manteau supérieur de la Terre a subi un dégazage et ne peut donc pas ressembler au manteau initial de la planète d’un point de vue géochimique, juste après sa différentiation.

Cela ne serait pas problématique si les géophysiciens n’avaient pas des preuves convaincantes que le manteau est le siège d’une convection générale très ancienne, avec des plaques tectoniques subductées plongeant profondément dans les entrailles de la planète. En clair, la convection régnant dans le manteau doit le rendre homogène, en contradiction avec les données des basaltes des volcans océaniques.

Cette énigme trouble depuis longtemps la communauté des géologues et plusieurs tentatives pour la résoudre ont été proposées. La dernière provient d’un article publié dans Nature Geosciences par une équipe de chercheurs suisses de l’Institut fédéral de technologie de Zurich et français de l’Institut de physique du Globe de Paris (CNRS, Université Paris Diderot).

Une convection thermochimique expliquant des points chauds
Les chercheurs ont fait tourner sur un ordinateur une simulation numérique 3D réaliste de l’intérieur de la Terre prenant en compte l’effet dynamique des anomalies de densité (liées au gradient de température du manteau et celles liées à la composition chimique) ainsi que le changement de phase entre le manteau supérieur et le manteau inférieur.

Selon les paramètres régissant la convection thermochimique du manteau, sa stabilité et sa composition chimique ne sont pas les mêmes. En particulier, il existe un jeu de ces paramètres qui autorisent la persistance à la base du manteau de zones dont la composition chimique reste celle du manteau primitif et qui ne participent pas à la convection générale du manteau actuel de la Terre.

Toutefois, contrairement à la situation décrite par un autre jeu de paramètres, ces réservoirs denses de matière primitive ne sont pas complètement stables. Ce qui veut dire que des panaches mantelliques peuvent parfois s'y former et remonter vers la croûte pour donner naissance à un volcanisme de point chaud.

Quantitativement, la simulation de l’équipe franco-suisse produit un spectre d’anomalies de densité chimique et thermique en très bon accord avec les observations sismologiques, les observations des géophysiciens et des géochimistes sont donc complètement conciliées dans ce modèle.

Champs de compositions (gauche) et de température (droite) pour deux modèles de convection thermochimique. Les modèles de convection peuvent aujourd'hui incorporer les anomalies de densité d'origine chimique et tester des scénarios « thermochimiques » pour l'évolution de la Terre profonde. Si les contrastes de densité et de viscosité entre le manteau supérieur et le manteau inférieur sont importants (haut de la figure), la convection engendre des dômes confinés dans les profondeurs du manteau. Ces dômes sont stables à l'échelle des temps géologiques, mais leur matériel ne peut pas être entraîné par les panaches mantelliques et ils ne peuvent pas expliquer les caractéristiques géochimiques des laves de points chauds. Pour des valeurs plus raisonnables des contrastes de densité entre les deux manteaux (bas de la figure), la convection donne naissance à des « mares » plus étalées dans le manteau profond, qui bien que stables, donnent naissance à des panaches bien visibles sur l'image. Ces derniers remontent à travers le manteau profond, s'étalent sous la limite entre les deux manteaux, puis remontent jusqu'à la surface de la Terre où ils peuvent donc expliquer la chimie des laves de points chauds. © Deschamps et al. 2011

* A deep mantle origin for the primitive signature of ocean island basalt

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/geologie-1/d/lenigme-des-restes-du-manteau-primitif-de-la-terre-est-peut-etre-resolue_34562/

Des signes de l’existence de la tectonique des plaques sur Terre depuis des milliards d’années étaient déjà connus. Mais aucune preuve n’avait été apportée que des subductions semblables à celles que nous observons aujourd’hui, étaient en place il y a plus de 900 millions d’années. Un article publié dans Nature Geoscience montre que tel était bien le cas il y a au moins 2 milliards d’années.

La théorie de la tectonique des plaques est banale et évidente pour nous aujourd’hui. Pourtant, ce n’était pas encore le cas lorsque Maurice et Katia Krafft ont entrepris d’étudier la géologie au milieu des années 1960 et il a fallu l’œuvre de pionniers comme Haroun Tazieff et Jean Francheteau pour qu’elle s’impose dans le monde des géosciences. Il est probablement juste de dire qu’une partie des raisons qui ont fait qu’elle est devenue le paradigme de la géologie est son rôle en tant qu’outil pour la prospection minière.

On sait ainsi que des gisements se forment dans des conditions bien particulières associées à des zones de subductions. En outre, si un grand fleuve a charrié des diamants sur des centaines de km au moment où un paléocontinent existait, il suffit de chercher, sur les deux continents aujourd’hui séparés, les terrains correspondants au cours passé de ce fleuve pour découvrir de nouvelles zones d’exploitations.

Suivant une logique similaire, un groupe international de chercheurs, impliquant des chercheurs du Burkina Faso, s’est intéressé aux roches des bassins aurifères de l’Afrique de l’Ouest. Elles font partie de formations géologiques riches en minerais divers qui s’étendent sur plusieurs centaines de km depuis le Sénégal oriental jusqu’au Niger Occidental et qui sont âgées d’au moins 2 milliards d’années. Ces bassins sont constitués de roches volcaniques et sédimentaires métamorphisées, à l’aspect vert. C’est pourquoi d’ailleurs on en parle comme des « roches vertes ».

Les chercheurs ont étudié de plus près ces roches afin de savoir dans quelles conditions de subduction elles se sont formées. En plus de donner des renseignements sur l’histoire passée de la Terre, comprendre les mécanismes de formation des gisements miniers en rapport avec ces conditions est une clé pour chercher ailleurs d’autres gisements. Il suffit alors de trouver des zones avec des roches similaires pour avoir de fortes chances de découvrir une nouvelle mine à exploiter.

Des gradients thermiques caractéristiques
Comme l’expliquent les chercheurs dans un article de Nature Geoscience, un couple de minéraux en particulier (chlorite et phengite) leur a permis de déterminer les conditions de pression et de température de formation de ces roches. Ils ont donc fait de la thermobarométrie en utilisant les réactions d’équilibre de ces minéraux. Ces thermobaromètres ont été bavards, indiquant que ces roches vertes métamorphiques, qui se sont mises en place il y a 2,2 à 2 milliards d’années, ont subi des gradients thermiques très variables compris entre 10°C/km et 50°C/km.

Il s’agit précisément des conditions que l’on trouve dans les roches se formant depuis quelques centaines de millions d’années aux frontières de plaques océaniques et ayant impliqué un ou plusieurs cycles de construction puis de destruction d’arcs insulaires, lorsqu’une plaque tectonique froide plonge dans le manteau terrestre.

La découverte est d’importance car si l’on disposait déjà d’arguments pour dire que la tectonique des plaques existait sur Terre depuis plus de 3 milliards d’années, il était difficile de dire si elle était identique à celle observée aujourd’hui. En effet, la Terre se refroidit lentement mais elle était plus chaude il y a 3 à 4 milliards d’années, alors que les continents étaient encore en formation. La convection dans le manteau devait être plus importante, la surface des continents était plus faible et on peut imaginer que la croûte terrestre était constituée d’un plus grand nombre de plaques, dérivant plus rapidement.

On sait donc maintenant qu’il y a au moins 2 milliards d’années, une subduction « froide », identique à celle existant de nos jours, se produisait déjà. C’est une information importante pour comprendre l’histoire thermique et chimique de la Terre et donc son histoire même. Elle aidera aussi à la recherche de gisements d'or.

Blocs de roches métamorphisées présentes dans la Ceinture de Roches Vertes de Tera au Niger (province du Liptako). © GET (CNRS, IRD, Université Paul Sabatier /OMP)

* Une tectonique moderne dès deux milliards d'années ?

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/geologie-1/d/la-tectonique-des-plaques-actuelle-a-au-moins-2-milliards-dannees_34862/

Trois astronomes étudiant les petits corps célestes croisant l’orbite de la Terre sont arrivés à une conclusion surprenante. L’astéroïde 2006 RH120, momentanément en orbite autour de la Terre, ne serait pas un cas rare. La Terre piégerait temporairement, et à répétition, de tels corps célestes que l’on peut considérer comme des lunes supplémentaires.

Le 14 septembre 2006 en Arizona, aux États-Unis, les astronomes travaillant dans le cadre du Catalina Sky Survey découvraient un petit corps baptisé alors 6R10DB9. Les premiers calculs orbitaux des mécaniciens célestes indiquaient qu'il avait été capturé par la gravité terrestre depuis une orbite solaire d'une période d'environ 11 mois. Sa petite taille et le fait que sa signature spectrale était analogue à celle de l’oxyde de titane de la peinture des fusées Saturne V, laissaient supposer qu'il s'agissait d’un objet déjà observé avec une orbite similaire. Un reste d’étages de fusées datant du programme Apollo. 2010-KQ est un cas bien connu d’une méprise similaire probable.

Mais des mesures ultérieures prouvèrent que ce n’était pas le cas...
Rebaptisé 2006 RH120, l’objet était bel et bien un petit météoroïde d'environ 4m de diamètre qui finira par s’échapper de l’emprise gravitationnelle de la Terre en 2007 après être passé tout près de notre planète, à seulement 0,7 fois la distance Terre-Lune. On pouvait donc le classer parmi les NEO (Near-Earth Objects).

Une comparaison de la taille de la Lune et de la Terre. © Nasa-Wikipédia

Une seconde lune en permanence ?
On sait que la Nasa envisage de plus en plus sérieusement de déposer des Hommes sur un NEO, ou au moins d’envoyer une mission habitée pour en étudier un de près. Une telle mission pourrait constituer une expérience riche d’enseignements avant de se lancer dans la conquête de Mars. En tout état de cause, un astéroïde du type de 2006 RH120 serait sans doute assez facile à rejoindre dans un avenir proche. Mais combien se retrouvent ainsi à portée de main et pour combien de temps ?

On a désormais une réponse à ces questions grâce à un article que viennent de publier trois astronomes sur arXiv. D’après les estimations des chercheurs, basées sur de savants calculs de mécanique céleste, il devrait exister à un moment donné, au moins un satellite naturel de la taille de 1m de diamètre en orbite autour de notre planète.

Une comparaison des tailles de la Lune, de la Terre et d'une lune de Jupiter, Europe. © Nasa-CWitte-Wikipédia

S’ils ont raison, alors que vous lisez ces lignes, il y a donc une seconde lune autour de la Terre... D’après les chercheurs, un corps céleste de ce genre doit effectuer en moyenne 3 tours de Terre en environ 10 mois avant de repartir pour une orbite solaire.

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/la-terre-aurait-une-seconde-lune-temporaire_35639/

Dans le jeune Système Solaire, il y a environ 3,8 milliards d’années, des planètes auraient migré alors qu'elles subissaient un déluge d'astéroïdes, appelé Grand Bombardement Tardif. De nouvelles analyses des images de la sonde LRO, en orbite autour de la Lune, jettent le doute sur ces événements.

On ne sait pas vraiment à quoi ressemblait la Terre de l’Hadéen, il y a plus de 3,8 milliards d’années. Certains pensent que la jeune Terre s’est refroidie très vite et que la vie a pu démarrer sur sa surface quelques centaines de millions d’années seulement après sa naissance. On dispose en effet d'indices de l'existence d'une tectonique des plaques et d'océans il y a plus de 4 milliards d'années. La vie y est peut-être née dans la serpentinite des fumeurs blancs. Mais d’après les analyses des roches lunaires ramenées par les missions Apollo, la datation des mers et des cratères indiquait qu’il y a environ 3,8 milliards d’années s’était produite une brusque augmentation du taux de bombardement de petits corps célestes. Des impacts géants très rapprochés dans le temps seraient ainsi à l’origine des Mers de la Tranquillité et des Pluies. Auparavant, le taux de collisions, très important pendant la phase de formation des planètes du Système Solaire, avait considérablement chuté.

Cette brusque augmentation du taux de bombardement aurait été causée par des migrations planétaires dans le Système Solaire de l’époque, entraînant la déstabilisation de petits corps célestes. La Terre elle-même ne pourrait pas y avoir échappé et il fallait en conclure que les formes de vie peut-être apparues il y a plus de 3,8 milliards d’années avaient très probablement été exterminées par cet événement. Il se pourrait que tel n’ait pas été le cas, tout simplement parce que le Grand Bombardement Tardif encore appelé Late Heavy Bombardment (LHB)... ne s’est peut-être jamais produit !

Une carte des mers lunaires. © Wikipédia GNU Free Document Licence

Des roches issues d'un même impact il y a 3,8 milliards d'années
Un groupe de chercheurs vient en effet de publier un article dans Journal of Geophysical Research (JGR) qui reprend des arguments déjà exposés lors d’une conférence. Ils utilisent les images fournies par la sonde LRO, dont Paul Davies a proposé récemment de se servir aussi pour chercher des traces de passage d’une mission d’exploration E.T. passée sur la Lune. Selon eux, si plusieurs mers semblent avoir presque le même âge, c'est parce que des échantillons des missions Apollo proviendraient des éjectas d'un seul impact géant.

Sur la gauche la Mer des Pluies (Imbrium), en bas au centre la Mer de la Sérénité et sur la droite tout en bas le début de la Mer de la Tranquillité. En rouge, le site d'alunissage d'Apollo 17. Des flèches blanches indiquent des éjectas de la Mer des Pluies. © Nasa

Selon les chercheurs, les images à haute résolution du site d’alunissage d’Apollo 17 laissent penser que les astronautes ont peut-être échantillonné des roches provenant d'éjectas de la Mer des Pluies et pas de la Sérénité. En appliquant le principe de chronologie relative bien connu sur Terre, les couches supérieures se déposant après la formation d’une couche inférieure, l’âge obtenu serait en fait celui du plus jeune bassin. Auparavant, la datation des roches lunaires avait permis d’estimer que tout au plus 50 millions d’années séparaient la formation de ces deux mers. Par le même principe de chronologie relative, on avait conclu que 30 autres bassins d’impact recouverts de flots de basaltes s’étaient formés pendant ce laps de temps.

Une vue d'artiste du Grand Bombardement Tardif sur la Lune. © Softpedia

Ces analyses conduisaient à l'hypothèse d'un impact important tous les 1,5 million d’années en moyenne, un chiffre à comparer au dernier grand impact sur Terre daté de 65 millions d’années, celui de Chicxulub. Ce serait la trace du Grand Bombardement Tardif. Il faudrait certainement retourner sur la Lune pour en avoir le cœur net mais il se pourrait donc bien que les grands impacts sur la Lune se soient produits pendant l’Hadéen sur une longue durée et pas sur une courte période de temps. Et avant de conclure, il ne faut pas perdre de vue que les migrations planétaires proposées pour rendre compte du Grand Bombardement Tardif expliquent remarquablement bien d'autres caractéristiques du Système Solaire. Il est donc bien trop tôt pour tirer des images de LRO des conclusions fermement établies.

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/lro-jette-le-doute-sur-le-grand-bombardement-tardif_35964//

Pourquoi la Terre s'est-elle tant refroidie il y a environ 450 millions d'années, à la fin de l'Ordovicien ? Parce que les plantes ont colonisé les continents et fortement contribué à réduire la quantité de dioxyde de carbone atmosphérique, diminuant donc l'effet de serre.

Il faisait bien chaud sur Terre au début de l’Ordovicien, il y a environ 488 millions d’années. Et sous l’eau aussi, où la température avoisinait les 45°C. Mais 44 millions d’années plus tard, à la fin de cette ère, la Terre a subi une période de glaciation. Qu’est-ce qui a pu rafraîchir notre planète ? Très probablement les plantes terrestres, dont les premiers spécimens, qui s'accrochaient aux rochers, sont apparus à cette époque. Si la Terre était si chaude, c’est parce que la teneur en CO₂ y était très élevée. Au début de l’Ordovicien, elle était 14 à 22 fois plus élevée qu’actuellement. Or, estiment les scientifiques, dans les conditions de l’époque, une glaciation ne pouvait se produire que si la teneur en CO₂ était inférieure de 8 fois à celle de l’atmosphère présente.

L'altération des roches par les plantes terrestres à la fin de l’Ordovicien
Plusieurs facteurs ont mené à la baisse de cette concentration, selon les travaux des scientifiques des Universités d’Oxford et East Anglia publiés dans Nature Geoscience. Tout d’abord, l’altération des roches siliceuses a été accélérée par l’arrivée des plantes terrestres. À cette époque, elles ne possédaient pas de système racinaire. Mais les chercheurs supposent qu’elles étaient capables d’extraire les différents éléments contenus au sein des roches.

Les plantes auraient ainsi puisé le calcium et le magnésium des roches siliceuses, comme le granite, issus de l'altération des roches siliceuses. En effet, le dioxyde de carbone réagit avec l'eau et la roche pour former du bicarbonate de calcium. Ce phénomène d'altération de la roche consomme donc du CO₂. Et comme il s'agit d'un gaz à effet de serre, la diminution de sa quantité dans l'atmosphère a contribué au refroidissement global. L’altération des roches par l'atmosphère, qu’on appelle aussi météorisation, aurait également été à l’origine de l’extraction de nutriments comme le phosphore ou le fer, utiles à la croissance des végétaux. Des expériences montrent que la présence de mousse, organisme assez similaire aux plantes de l’époque, accélère fortement cette dégradation des roches, d’un facteur 60 pour le phosphore !

Fertilisation de l'océan et piégeage du carbone
À la mort des plantes, le phosphore et le fer sont entraînés vers l’océan, ce qui accélère la croissance des algues et du phytoplancton. Du carbone - initialement contenu dans l'air - est également indispensable au plancton afin de se développer. Ainsi, plus les plantes terrestres parviennent à extraire de fer et de phosphore, plus la quantité de dioxyde de carbone emprisonnée sur le fond des océans augmente. Ceci réduit in fine la concentration atmosphérique de dioxyde de carbone.

Il y a environ 488 millions d'années, au début de l'Ordovicien, les plantes n'étaient pas encore présentes sur le sol terrestre © Dr Ron Blakey, Wikipédia, cc by sa 3.0

Selon les chercheurs, c’est l’ensemble de ces processus qui aurait mené à une réduction de la température atmosphérique de plus de 5°C, puis à la période de glaciation de la fin de l’Ordovicien. Le développement massif du plancton aurait également privé les autres organismes marins d'oxygène, provoquant une extinction massive à la fin de l'Ordovicien. Pourquoi la Terre s’est-elle ensuite réchauffée ? Voilà un autre mystère. Il semblerait que des phénomènes géologiques - le mouvement des plaques notamment - soient cette fois en jeu. Mais comme cela vient d’être démontré, ce sont parfois les phénomènes biologiques qui permettent d’élucider les énigmes du passé.

* First plants cooled the Ordovician
* Université d'Oxforf
* Université East Anglia

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/climatologie-1/d/un-jour-les-plantes-ont-refrigere-la-terre_36457/

Une faible glaciation a touché l’hémisphère nord entre le XIII^e et le XIX^e siècle. Pour la première fois, le début du Petit Âge glaciaire a été daté avec précision, l’année 1275. Quatre éruptions volcaniques espacées de cinquante ans seraient responsables de ce phénomène. Ces résultats proviennent d’une enquête qui ne devrait pas vous laisser de glace…

Le Petit Âge glaciaire correspond à une période climatique froide ayant affecté l’Hémisphère Nord entre le XIII^e et le XIX^e siècle. Elle a été marquée par une importante avancée des glaciers, notamment en France. De célèbres peintures, représentant par exemple des personnes s’amusant sur la Tamise gelée, illustrent le phénomène. Les scientifiques sont perplexes sur la datation précise du début de ce refroidissement du climat et sur son mécanisme. Pour certains, cette petite glaciation aurait été causée par une baisse de l’irradiation solaire. Pour d’autres, le coupable serait une éruption volcanique qui aurait rejeté une grande quantité de sulfates et d’aérosols dans l’atmosphère. Des éléments qui réfléchissent les rayonnements solaires, diminuant ainsi la chaleur reçue par la Planète.

Le glacier du Rhône, en Suisse, a atteint sa longueur maximale, soit 10km, en 1850. Il atteint presque une habitation située à l'emplacement actuel de Gletsch. D'autres maisons n'ont pas eu la chance d'être épargnées par l’avancée des glaciers durant le Petit Âge glaciaire. © F. Von Martens et université de Fribourg

Une étude présentée dans la revue Geophysical Research Letters par Gifford Miller, de l’Université du Colorado à Boulder, lève une partie du voile. Le Petit Âge glaciaire aurait commencé entre les années 1275 et 1300, probablement à cause de quatre éruptions volcaniques survenues en moins de cinquante ans.

Le début du Petit Âge glaciaire enfin daté
Des datations au carbone 14 ont été réalisées sur 150 plantes mortes prélevées sous terre, en bordure de glaciers situés sur l’île de Baffin au Canada. Elles auraient majoritairement été ensevelies entre les années 1275 et 1300. Un événement climatique brutal aurait donc causé leur gel puis leur enfouissement. Ce phénomène s’est déroulé une seconde fois en 1450. Un carottage a été effectué dans un lac islandais. L’étude des téphras, dépôt de matériaux émis par des volcans dont les périodes d’éruptions sont connues, permet de dater les couches de sédiments. Deux strates datant respectivement du XIII^e et du XV^e siècle présentaient une épaisseur relativement importante par rapport aux autres. Elle correspondrait à l’accumulation de particules érodées par l’avancée de la glace. Un refroidissement du climat serait à nouveau en cause.

Ces deux analyses démontrent bien que des perturbations climatiques majeures ont eu lieu dans l’hémisphère nord à partir de l’année 1275. Le modèle climatique développé par le Centre National Américain des Recherches Atmosphérique (NCAR) a été utilisé pour tester les effets de la libération conséquente d’aérosols et de sulfates sur la surface et la masse de la banquise arctique. Le début du processus de glaciation a pu être lié à quatre éruptions volcaniques qui seraient survenues durant une période de cinquante ans. Chacune d’entre elles aurait libéré plus de 60 téragrammes (ou 60x109kg) de sulfates dans l’atmosphère. Les effets de tous ses rejets se seraient cumulés dans le temps pour donner naissance au Petit Âge glaciaire.

Éruptions volcaniques en cascade
Le scénario le plus probable pour expliquer le Petit Âge glaciaire est le suivant. Un refroidissement causé par des éruptions volcaniques aurait provoqué une extension de la banquise le long de la côte est du Groenland. La glace aurait fondu au contact de l’eau de mer, en entraînant une diminution de sa densité. Les eaux de surface, trop légères, ne se mélangeaient plus avec les eaux profondes de l’Atlantique. Cette modification de la circulation a conduit à réduire les courants chauds parvenant en Arctique, et donc a diminué le transport de chaleur vers les côtes Est de l'Atlantique.

L'extension de la Mer de Glace à trois époques. Durant le Petit Âge glaciaire, en 1644 (courbe verte), elle était à son maximum. Entre 1821 (en rouge) et 1895 (en orange), le glacier a reculé de 1,2km. © Samuel Nussbaumer/FNS

C'est là l'explication de la durée du phénomène, finalement autoentretenu par le refroidissement des hautes latitudes. La glaciation aurait de ce fait longtemps perduré, bien après la disparition des sulfates et aérosols atmosphériques. Les chercheurs précisent que des variations du taux d’irradiation du soleil n’auraient pas changé les résultats. Selon les auteurs, cette étude est la première du genre à dater le début du Petit Âge glaciaire avec autant de précision. Par ailleurs, les explications qu’ils fournissent sont tout à fait convaincantes, bien qu’elles soient basées sur un modèle.

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/climatologie-1/d/quatre-eruptions-volcaniques-expliquent-le-petit-age-glaciaire_36461/

La formation de grandes caldeiras volcaniques s’accompagne d’éruptions colossales. On ne sait toujours pas les prédire car il faudrait en avoir observé une avec les moyens modernes. Un groupe de volcanologues vient tout de même de préciser le temps qu’il a fallu au volcan de Santorin pour se réveiller avant de perturber la fameuse civilisation minoenne en Crête, quelques dizaines d’années à un siècle.

Haroun Tazieff, Katia et Maurice Krafft ne sont plus parmi nous mais la volcanologie continue de progresser avec l’espoir de pouvoir prédire suffisamment à l’avance de grandes éruptions volcaniques. La difficulté est que - heureusement, nous manquons d'expérience en la matière. Il y a respectivement 640.000 et 39.000 ans survenaient de gigantesques éruptions caldériques à Yellowstone aux États-Unis et dans les Campei Flegrei en Italie, près de Naples. S'il s'en produisait une semblable, les conséquences seraient dramatiques. De telles éruptions, durant lesquelles plusieurs dizaines à plusieurs centaines de km³ de matériaux sont brutalement éjectés en quelques heures ou quelques jours, sont heureusement rares mais nous ne savons pas quels sont leurs signes précurseurs.

Il y a environ 3.600 ans, pendant l'âge du bronze, à Santorin, en Méditerranée, l’humanité a assisté à l’une de ces éruptions caldériques. Ce genre de phénomène s’accompagne de la vidange de la chambre magmatique ce qui pour un édifice volcanique comme un supervolcan fait qu'il s’effondre alors en formant une caldeira. Dans le cas de l’éruption de l'île de Santorin, seulement 40km³ à 60km³ de magma ont été émis. Des chiffres modestes en comparaison des volumes de matière éjectés par les éruptions géantes de Yellowstone et des champs Phlégréens. Les estimations sont respectivement d’au moins 1.000km³ et de 80km³ à 150km³...

Une vue de la caldeira de Santorin du haut du nouveau volcan Nea Kamini dont la dernière éruption de lave date de 1950. © Wikipédia

Toutefois, beaucoup pensent que l’événement a fortement perturbé la civilisation minoenne alors florissante en Crête et sur Santorin. Comme l’explique un des documentaires des expéditions Cousteau, les tremblements de terre et surtout le tsunami destructeur qui ont accompagné cet événement n’ont pas pu ne pas laisser des traces matérielles et psychologiques importantes sur les populations de ces îles. Certains y voient même l’origine du mythe de l'Atlantide. L’éruption de Santorin est donc un bon sujet d’étude si l’on veut tenter de comprendre ce qui s’est passé et d’en tirer des enseignements. On pourrait ainsi découvrir quels sont les signes précurseurs des éruptions formant des caldeiras, ce dont nous sommes toujours incapables.

Une chronologie du réveil des volcans enregistrée dans les ponces
Des volcanologues viennent justement de publier dans Nature un article dans lequel ils annoncent avoir précisé le temps mis par le volcan de Santorin pour se réveiller. Tim Druitt, du Laboratoire Magmas et Volcans de l’Université Blaise Pascal, Clermont-Ferrand et des collègues de Singapour, Nancy, Orléans et Genève se sont intéressés pour cela à des cristaux de feldspath, des plagioclases plus précisément, présents dans les ponces. L’idée est particulièrement ingénieuse, comme l’explique Gareth Fabbro. On sait que des cristaux croissent dans les chambres magmatiques d'un volcan. Lorsqu'un nouveau magma de composition différente vient s'y mélanger, les anciens cristaux continuent de se développer mais à partir du nouveau magma. Les cristaux nouvellement formés se retrouvent en déséquilibre chimique et certains éléments tentent de migrer par diffusion d’une partie du cristal à l’autre. Ce processus de diffusion se fait selon une échelle de temps connue.

L'île de Santorin avec sa caldeira centrale. © Nasa

Dans le cas présent, les chercheurs ont mesuré le taux de diffusion et de rééquilibrage du magnésium, du strontium et du titane présent en très faibles quantités dans les plagioclases. Ils ont alors découvert que la plupart des cristaux n’avaient subi un tel processus de rééquilibrage qu’en moins de 100 ans, alors que la précédente éruption de Santorin s’était produite 18.000 ans avant celle d’il y a 3.600 ans. Cette découverte était inattendue, car on pensait que la pression magmatique montait lentement dans la chambre magmatique. Elle est aussi inquiétante car elle implique, si on la généralise aux supervolcans, qu’ils peuvent se réveiller très rapidement. Mais elle a un côté positif. En effet, si ce réveil est rapide, l’intensité de signaux précurseurs, qui restent à définir pour espérer faire des prévisions, est probablement assez forte et donc facile à mesurer.

* Decadal to monthly timescales of magma transfer and reservoir growth at a caldera volcano

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/volcanologie/d/le-racveil-dun-supervolcan-prendrait-moins-de-100-ans_36515/

Dans plus de 50 millions d'années, un nouveau supercontinent devrait se former, d'après des géophysiciens de l'Université de Yale. Nommé Amasie, il sera centré sur l'Océan Arctique actuel, largement fermé par la fusion du continent américain et de l'Asie, rassemblés en haut de l'Hémisphère Nord.

L'article publié dans Nature aurait certainement intéressé Haroun Tazieff, Katia et Maurice Krafft. Un groupe de chercheurs y parle de tectonique des plaques, plus précisément de la théorie des cycles de Wilson. La théorie de la tectonique des plaques est le cadre général et unificateur de la géologie moderne. Rétrospectivement, on a peine à croire que sa formulation date de moins de cinquante ans. C'est en effet seulement à la fin des années 1960 que les géophysiciens Jason Morgan, Dan Mc Kenzie et Xavier Le Pichon publient les articles fondateurs. Il aura fallu pour cela passer de la théorie de la dérive des continents d’Alfred Wegener à celle de l’expansion des fonds océaniques.

Paléomagnétisme et dérive des continents
Une science, tout particulièrement, aura permis cette révolution dans les sciences de la Terre, celle du paléomagnétisme. Des particules ferreuses s’orientant selon les lignes de champs magnétiques dans des laves en train de se refroidir vont permettre à Vines et Matthews de découvrir les fameuses zébrures magnétiques au fond de l’Atlantique. Mémoires fidèles des inversions du champ magnétique de la Terre déjà découvertes par Brunhes au début du XX^e siècle, les basaltes océaniques de part et d’autre de la dorsale médio-océanique au fond de l’Atlantique ne laissent pas d’autre choix que d’accepter que les continents dérivent bel et bien.

Les enregistrements magnétiques de la Terre n’indiquent pas seulement que son champ s’inverse périodiquement. On peut aussi s'en servir pour déterminer des changements de latitudes et des rotations de continents dans le temps. En effet, une boussole voit son aiguille légèrement dévier de l'horizontale en fonction de la latitude du lieu car elle suit les lignes de champ magnétique. L'aimantation rémanente dans une roche volcanique indique donc non seulement la direction du pôle magnétique à ce moment-là mais aussi la latitude de la roche à la période où elle s'est formée. Les vieilles montagnes et terrains datant de la même époque et présentant une même nature, que l'on peut trouver par exemple de part et d'autre de deux blocs continentaux autrefois soudés, sont des vestiges de collisions entre plaques. Il est possible, en joignant ces informations à celles données par le paléomagnétisme, de reconstituer approximativement la dérive des continents.

Après la Pangée, trois futurs supercontinents possibles
On a découvert de cette manière qu’avant le supercontinent baptisé Pangée - 300 millions d'années, devait en exister au moins un autre appelé Rodinia - 1,1 à 0,7 milliard d'années - et avant lui encore un autre que l’on nomme Columbia - 1,8 à 1,5 milliard d'années. Les archives géologiques sont compatibles avec une hypothèse avancée il y a des dizaines d’années par le géophysicien canadien Tuzo Wilson. Tous les 400 millions d’années environ, un supercontinent se formerait pour ensuite se fragmenter et enfin se rassembler. Il s’agit de la théorie des cycles de Wilson.

La configuration du prochain supercontinent proposée par les géophysiciens. Ce sera l'Amasie (Amasia en anglais). © Mitchell et al., Nature

Se pose alors une question, à quoi ressemblera le prochain supercontinent ? L’ouverture de l’Atlantique va-t-elle se poursuivre jusqu’à ce que le Japon et la Chine entrent en collision avec l’Amérique du Nord et le Mexique, à 180° de l’Afrique ? C'est la théorie de l'extraversion. Ou bien cette ouverture va-t-elle finir par s’arrêter pour finalement s’inverser ? C'est la théorie de l'intraversion. Cette dernière hypothèse pourrait s’avérer la plus probable étant donné que la chaîne des Appalaches allant du Sud au Nord des États-Unis témoigne d’une ancienne collision entre continents, avant la formation de la Pangée justement.

Aucune de ces deux hypothèses ne serait la bonne d’après l’article publié dans Nature par des chercheurs de l’Université de Yale. Selon eux, d’après les dernières données des archives paléomagnétiques et autre archives paléogéographiques, chaque fois qu’un nouveau supercontinent se forme, il le ferait à 90° du centre du précédent. Selon cette théorie de l'orthoversion proposée par Ross N. Mitchell et ses collègues, si l'on se base sur les mouvements actuels des plaques tectoniques et les analyses paléomagnétiques qu'ils ont effectuées, d'ici 50 à 200 millions d'années, le nouveau supercontinent se retrouvera centré sur les régions polaires boréales.

Schémas illustrant la formation du prochain supercontinent proposée par les géophysiciens. Ce sera l'Amasie (Amasia en anglais). © Mitchell et al, Nature

La Mer des Caraïbes et l’Océan Arctique disparaîtront. L’Amérique du Sud pivotera avec la Terre de Feu remontant vers le Nord, en même temps que l’Alaska et le Canada entreront en collision avec le Nord-Est de l'Asie, comme le montre une carte du futur supercontinent proposée par les géophysiciens. Puisqu'il se manifeste par la collision entre l'Amérique du Nord et l'Asie, ce supercontinent a été baptisé Amasie par les chercheurs. Il semble cependant peu probable que l’humanité soit encore présente sur Terre à ce moment-là et encore moins sous sa forme actuelle. La théorie de l’orthoversion ne sera donc jamais véritablement testée...

* Supercontinent cycles and the calculation of absolute palaeolongitude in deep time

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/physique-1/d/amasie-le-futur-supercontinent-qui-succedera-a-la-pangee_36660/

L’origine des roches basaltiques entourant la région du Yellowstone reste énigmatique. Une nouvelle étude pourtant lève le voile. Une éruption magmatique aurait eu lieu durant 2 millions d’années sur une ligne de 900km. La cause, le déchirement de la plaque lithosphérique Farallon. Explication du phénomène…

Le Yellowstone est un parc naturel américain célèbre pour ses phénomènes géothermiques. Il s’étend sur près de 9.000km², dans une région recouverte par 230.000km³ de basalte, une roche volcanique issue du refroidissement rapide du magma au contact de l’air ou de l’eau. Une éruption d’une durée de 2 millions d’années aurait été nécessaire pour qu’une telle quantité de lave puisse se déverser. L’origine en reste incertaine. Deux théories s’affrontent. Selon certains, un panache de magma plus chaud que la normale, i. e. un point chaud, serait remonté vers la surface à partir de la base du manteau supérieur. Pour d’autres, cette remontée de lave aurait été provoquée lors d’une subduction, par une situation similaire à celle donnant naissance aux arcs volcaniques. Les phénomènes géochimiques en jeu sont complexes. Quoi qu’il en soit, chaque camp possède de nombreux arguments pour réfuter les théories de l’adversaire. Un article publié dans Nature propose une nouvelle hypothèse, exposée par Lijun Liu et Dave R. Stegman de l’Université de Californie à San Diego (UCSD). Leur histoire se déroule entre 14 et 17 millions d’années en arrière. La plaque Farallon subduit alors sous son homologue nord-américaine. Elle se serait déchirée en libérant le magma qu’elle maintenait sous pression. L’éruption de lave pourrait avoir duré 2 millions d’années.

Yellowstone, une subduction associée à un point chaud
Le processus démarre il y a 17 millions d’années. Afin de passer sous la plaque continentale nord-américaine, la plaque Farallon doit fléchir au niveau d’une zone charnière. Des contraintes mécaniques la fragilisent alors à cet endroit. Qui plus est, la plaque pourrait avoir ralenti tandis que la partie immergée était attirée vers le bas par son propre poids. Mise sous tension, la zone pivot se serait étirée, amplifiant la fragilité de la charnière.

Cette représentation des déplacements du manteau (flèches noires) montre le déchirement de la plaque survenu entre 18 (a) et 14 (e) millions d’années en arrière (Myr). La longueur des flèches indique la vitesse de déplacement en centimètres par an (voir l'échelle de référence sous la figure). Les lignes jaunes encadrent le continent nord-américain. Le triangle noir sur pointe indique la position de la zone charnière. Les boîtes correspondent à des agrandissements des zones de subductions respectives. La ligne pointillée verte représente une profondeur de 110km. Les couleurs indiquent les changements de température. © Adapté de Liu et Stegman 2012, Nature

Des mouvements de magma provenant de l’asthénosphère auraient érodé la charnière par le dessous, à la manière des points chauds. Un trou serait apparu à une profondeur de 70km près d’un million d’années après le début de l'événement. Le magma contenu sous pression se serait alors épanché en direction de la surface. Les auteurs de l’étude comparent ce phénomène à la dépressurisation d’un avion suite à la rupture d’un hublot. Les forces en présence ont transformé le trou en une déchirure orientée Nord-Sud de 900km de long. Il aurait fallu 2 millions d’années pour atteindre cette dimension.

Une rupture totale de Farallon
La suite de l’histoire se déroule il y a 14 millions d’années. Les deux morceaux de la plaque Farallon se sont séparés. La partie supérieure est repartie en sens inverse, en direction de l’Ouest. La partie inférieure a quant à elle continué à descendre.

Le Yellowstone est le plus ancien parc naturel au monde. Il contient deux tiers des geysers de la Planète et de nombreuses sources d’eau chaude. Il se trouve sur un plateau à 2.400m d’altitude. © Jim Peaco, National Park Service

Ces résultats ont été obtenus grâce à l’utilisation de modèles. Les caractéristiques géologiques actuelles de la région du Yellowstone ont été encodées en tant qu'étape finale des chamboulements géologiques ayant eu lieu dans le passé. Les chercheurs ont alors testé de nombreux scénarios permettant d'arriver à ce résultat en recréant les déplacements des plaques tectoniques, et leurs interactions. Les scientifiques défendant les deux anciennes théories devraient s’y retrouver puisque la nouvelle explication inclut une subduction et un point chaud. Pour une fois, tout le monde devrait être content.

* Nature: Origin of Columbia River flood basalt controlled by propagating rupture of the Farallon slab
* UCSD: Lava Formations in Western U.S. Linked to Rip in Giant Slab of Earth

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/geologie-1/d/les-laves-de-yellowstone-enfantees-par-une-depressurisation-magmatique_36837/