Mondes en catastrophe : mythe ou réalité ?

Ci-aprés figure le compte-rendu d'une conférence donnée, le 13 janvier 2004 à l'Observatoire Midi-Pyrénées de Toulouse, France, par Eric Robin, alors Chercheur au Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement. Sa spécialité : la caractérisation de la matière extraterrestre (particules cosmiques, impacts météoritiques, ...) dans les sédiments (glaces, ...).
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Depuis l'époque sa formation, il y a 4,6 milliards d'années, notre Terre a subi de nombreux changements : des modifications liées à son activité interne (tremblements de terre, éruptions volcaniques, ...) ainsi qu'à ses multiples interactions avec l'environnement spatial (perturbations gravitationnelles, bombardement par le rayonnement cosmique, flux de particules élémentaires engendré par des éruptions solaires ou des explosions de supernovae, collisions avec les corps solides du système solaire, ...). L'étude des archives sédimentaires et glaciaires souligne leur impact sur l'évolution des climats. La Vie sur Terre s'en trouva-t-elle pour autant affectée ? Est-il possible d'établir une quelconque corrélation entre un événement physique majeur - un impact météoritique par exemple - et une extinction d'espèces - celle des dinosaures, en l'occurrence ?
Les objets du système solaire (Mercure, Vénus, Lune, Mars, satellites de Jupiter et Saturne, ...) présentent de nombreux cratères d'impact météoritique, dont la taille et la forme dépendent, non seulement des dimensions et de la vitesse de l'objet incident, mais également de la présence ou non d'atmosphère. Ainsi, les cratères photographiés à la surface de Mercure, cette planète dépourvue de toute atmosphère, sont-ils semblables à des cavités. A l'inverse, Vénus est couverte de cratères cerclés de poussières : c'est que l'éjecta retombe à proximité du point d'impact, en effet. Plus généralement, l'on distingue trois types de cratères d'impact : les cratères simples, de petite taille en forme de cuvette ; les cratères complexes présentant un rebond central ; et les cratères à deux anneaux, constitués d'une cuvette ou d'un rebond central et cerclés de plusieurs anneaux.


Photographie : Sous forme de croissant, la Lune dévoile sa surface cratérisée.
Surface de la Lune
Parce que 70% de sa surface est recouverte d'eau et de végétation, qui plus est soumise à l'érosion, notre Terre présente peu de cratères d'impact météoritique. Cent cinquante d'entre eux ont été à ce jour recensés sur les divers continents : en Amérique du Nord, au Brésil, en Europe de l'Ouest, au Maghreb, en Afrique du Sud, en Australie, ... En Arizona se situe le cratère Barringer, de 1200 mètres de diamètre et de 300 mètres de profondeur, provoqué par l'impact d'un astéroïde d'une trentaine de mètres de diamètre. La présence de minéraux choqués (terme désignant la déformation du réseau cristallin) témoigne de la brutalité de l'onde de choc qui s'ensuivit. Sur un rayon de 5 kilomètres, la température fut portée à 2000 degrés Celsius ; toute forme de vie fut détruite. Le souffle de l'impact (vents soufflant à quelques 250 km/h) s'étendit quant à lui sur une vingtaine de kilomètres, provoquant la dévastation des forêts.

Crateres d'impact sur Terre

Figure : Localisation des cratères d'impact météoritique sur la surface continentale.

Au Canada furent retrouvées les traces d'un cratère d'impact de 3,5 kilomètres de diamètre, datant de 1,4 million d'années (cratère Pingualuit) ; dans la Corne de l'Afrique, celles d'un cratère de 10 kilomètres de diamètre, daté de 1,1 million d'années (cratère de Boscurtwi) ; en Allemagne, celles d'un cratère de 24 kilomètres de diamètre, daté de 1,5 million d'années (cratère de Ries), ... Lorsque le diamètre du cratère est inférieur à 10 kilomètres (hauteur de l'atmosphère terrestre), les effets de l'impact demeurent localisés (séisme, tsunami, souffle, ...). Dans le cas contraire, la boule de feu éjecte des poussières et des gaz qui, très rapidement, orbitent autour de la Terre, obscurcissant l'atmosphère, chauffant ses couches supérieures et refroidissant ses couches inférieures. A court terme, l'atmosphère se refroidit. A long terme, le climat se réchauffe.

L'on estime à 24 kilomètres, le diamètre du cratère au-delà duquel les effets de l'impact peuvent être globaux, le souffle s'étendant alors sur plus de 480 kilomètres (soit 20 fois le diamètre du cratère d'impact) ! Des cratères de dimensions gigantesques parsèment la surface de notre Terre : tels le cratère de Kara-Kul au Tadjikistan (52 kilomètres de diamètre), daté de 5 millions d'années ; le cratère de Popigaï en Sibérie (100 kilomètres de diamètre), daté de 3,57 millions d'années ; le cratère Chicxulub dans le Golfe du Mexique (180 km de diamètre), aujourd'hui recouvert de quelques 3000 mètres de sédiments et daté de 65 millions d'années, soit de cette époque à laquelle remonte l'extinction des dinosaures.
Dinosaure

Photographie : Squelette de dinosaure daté de 150 millions d'années
et exposé au Musée des dinosaures d'Esperaza dans Aude
(Cliquez sur l'image pour augmenter puis diminuer sa taille)

L'analyse des sédiments océaniques et glaciaires permet de retracer les 300 derniers millions d'années de l'histoire de notre Terre. Au plan géologique, il apparaît que petits et gros cratères d'impact à la datation parfois incertaine se succédèrent. De même, petites et grandes périodes d'activité volcanique. Au plan biologique, des espèces apparurent et disparurent en permanence - parfois en grandes quantités et sur de longues durées, lors des périodes dites d'extinction massive. A chaque période d'extinction correspond bien un ou plusieurs cratères d'impact météoritique. Tous les cratères d'impact n'ayant toutefois pas été localisés, difficile, sinon impossible, pour l'instant, d'établir un quelconque lien entre la taille du cratère et l'importance de l'extinction considérée. Examinons tout de même l'une des coïncidences temporelles les plus frappantes : le creusement du cratère du Yucatan sur près de 180 kilomètres, l'épanchement des Deccans en Inde (coulées de lave successives) et l'extinction de près de 70% des espèces animales terrestres, de 15% des familles d'invertébrés marins, la disparition de 80% du plancton, ... il y a 65 millions d'années. Ce passage du Mésozoïque (ère secondaire) au Cénozoïque (ère tertiaire) fut brutal, comme en témoigne la présence de cette mince couche d'argile entre la couche de calcaire datant du secondaire (constituée des squelettes d'êtres vivants) et la couche d'argile datant du tertiaire (dépouvue de carbonates). Il ne coïncide pas à une inversion de champ magnétique terrestre, mais à une importante anomalie (pic) de l'iridium - cet élément chimique contenu dans les météorites. Bien que l'impact météoritique coïncide, temporellement, avec l'extinction de nombreuses espèces, dinosaures y compris, difficile d'affirmer qu'il en est tout ou partie responsable. L'épanchement des Deccans s'est quant à lui étalé sur près de 900 000 ans, de part et d'autre de la limite secondaire-tertiaire. Loin de constituer un moteur de l'extinction, sans doute ses effets se sont-ils ajoutés aux changements climatiques globaux.

Aujourd'hui encore, notre Terre, et donc les espèces qui la peuplent, demeurent exposées aux dangers de l'espace. Si la comète Schoemaker-Levy avait croisé notre orbite plutôt que celle de Jupiter en juillet 1994, la totalité de la surface de la calotte polaire aurait disparu. Sans doute cet impact n'aurait-il pas suffi à faire disparaître l'espèce humaine. Souvenons-nous toutefois que les dinosaures s'étaient parfaitement accomodés, eux aussi, à la vie terrestre, qu'ils présentaient des comportements riches et variés, parfaitement adaptés à leur environnement. A l'inverse des crocodiles, des grenouilles, ... Pourtant, ils disparurent. Un ou plusieurs événements liés à leur évolution intrinsèque, débutée quelques 160 millions d'années auparavant, et/ou à l'environnement extérieur sanctionnèrent la fin de leur règne, en effet.