10/04/2012 - Les gouttes de pluie fossilisées révèlent l'atmosphère de fait 2.700 millions d'années

Menéame

Les marques fossilisées de gouttes de pluie qui sont tombées il y a 2,7 milliards d’années en Afrique du Sud ont révélé la composition de l’atmosphère terrestre primitive.

Selon une nouvelle étude publiée dans la revue Nature, la Terre primitive avait une atmosphère similaire à celle d’aujourd'hui, mais avec des niveaux beaucoup plus élevés de gaz à effet de serre. Les découvertes à un moment où la Terre avait déjà une longue vie microbiologique, amélioreront notre compréhension du type de planètes extrasolaires qui pourraient soutenir la vie.

" Puisque la Terre jeune était une planète vivante, parlant de façon hétérogène, avoir ce second ensemble de [paramètres] de composition de l’air... aidera les scientifiques dans la recherche de mondes habitables au-delà de notre Système solaire," dit l’auteur principal Sanjoy Som, astrobiologue à l’Université de Washington aux États-Unis.

Soleil froid, Terre chaude

Les scientifiques s’intéressent depuis longtemps à la composition de l’atmosphère antique, en raison des preuves sédimentaires des océans et des cours d’eau entre 2000 et 4000 millions d’années. Malgré le fait que le Soleil était environ 20% plus ténu, ce qui signifie que la Terre aurait dû être gelée à cette époque.

Le réchauffement supplémentaire aurait pu être fourni par une plus grande proportion de gaz à effet de serre dans l’atmosphère, une atmosphère mondiale plus dense ou une combinaison des deux, mais les chercheurs n’ont pas pu mesurer la pression et la densité de l’air de l’atmosphère ancienne pour le calculer, commente Som.

Cependant, en 1851, le géologue britannique Charles Lyell a suggéré de mesurer les traces des gouttes de pluie fossilisées pour estimer la pression de l’air. La forme de l’impression d’une goutte est affectée par la densité et la pression de l’air à travers laquelle elle tombe, la vitesse de la goutte et le matériau sur lequel elle tombe. Une atmosphère plus épaisse ralentit la vitesse de la goutte, ce qui réduit l’impression qui en résulte.

Les chercheurs savent que les gouttes de pluie de plus de 6,8 millimètres de diamètre se désintègrent lorsqu'elles tombent à vitesse terminale, quelle que soit la pression de l’air, et que les anciennes gouttes de pluies auraient dû avoir à peu près la même taille que celles actuelles.

Mesurer les gouttes de pluie

L’équipe de Som a mesuré les traces laissées par les gouttes de pluie qui sont tombées sur des cendres volcaniques fraîches en Afrique du Sud il y a 2,7 milliards d’années en faisant des moules de latex de 955 empreintes et en utilisant un scanner laser 3-D pour faire des mesures détaillées. L’équipe a choisi des cendres fossilisées pour s’assurer que les empreintes n’étaient pas simplement des bulles d’air, comme elles pourraient se trouver dans la boue ou le sable fossilisés.

Pour comparer avec les impressions actuelles, l’équipe a laissé tomber des gouttes de tailles spécifiques sur des cendres fraîches provenant de l’éruption de 2010 d’Eyjafjallajökull et sur des cendres érodées de Hawaï, d’une hauteur de 27 mètres de haut de sorte que les gouttes atteignent la vitesse terminale.

Chercher la vie

Si les plus grandes impressions fossiles ont été formées par des gouttes de pluie aussi grandes que les plus grandes que possible aujourd'hui, alors l’atmosphère n’a pas dû être plus que deux fois plus dense que l’atmosphère moderne. En fait, étant donné que les plus grandes gouttes de pluie sont rares aujourd'hui, il est probable que l’équipe n’ait pas trouvé les impressions anciennes plus grandes, ce qui signifie que l’atmosphère était probablement un peu plus dense que celle d’aujourd'hui, dit Som.

Les résultats ont également exclu des températures très élevées dans les océans et des niveaux élevés de dioxyde de carbone, note Som, donc avec une atmosphère pas beaucoup plus dense que celle d’aujourd'hui, mais un Soleil beaucoup plus froid, le réchauffement de la Terre primigène doit avoir été causé par une accumulation de gaz à effet de serre.

La jeune Terre avait une longue vie microbiologique, et savoir qu’une composition atmosphérique très différente pouvait soutenir la vie aidera les scientifiques qui cherchent la vie sur d’autres planètes, ajoute Som.

Bradley Opdyke, paléoclimatologue de l’Université nationale australienne de Canberra, qui n’a pas été impliqué dans l’étude, dit que l’idée d’utiliser des traces de gouttes fossilisées était "amusant et novateur" mais plausible. "L’idée et la physique sous-jacente à l’article sont assez solides," commente-t-il.

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Pour plus d’informations:

Source originale (Cosmos)

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