Un astéroïde a fait bouillir les océans il y a 3,26 milliards d'années !

Il y a plus de 50 ans, le programme Apollo nous a permis de valider la théorie de la formation du Système solaireSystème solaire, bien connue aujourd'hui, en montrant d'une part que les cratères lunaires étaient bien des cratères d'impact et pas des édifices volcaniques (bien qu’il s’en trouve aussi) et que le bombardement de corps célestes à l'origine de ces cratères, ainsi que des mers lunaires, avait bien diminué exponentiellement en activité depuis plus de quatre milliards d'années et avec des corps de plus en plus petits en moyenne.

Cela validait donc l'idée que les planètes étaient nées par accrétionaccrétion et, effet boule de neige, dans un disque de matièrematière passant progressivement de l'état de poussières et de gazgaz à celui d'embryonsembryons de planètes en collisions violentes, comme celle à l'origine de la LuneLune justement.

Rappelons que l'on pense en effet que la Lune s'est formée il y a environ 4,5 milliards d'années à partir des débris d'un impact géant entre une petite planètepetite planète de la taille de Mars baptisée ThéiaThéia et la jeune proto-Terre.

Le bombardement cosmique devait libérer aussi beaucoup de chaleurchaleur pendant les impacts, produisant de la lave.

La Barberton Greenstone Belt, une fantastique mémoire de la Terre primitive

Nous avons donc toutes les raisons de penser que, pendant l'Hadéen sur Terre, c'est-à-dire il y a en gros entre 4,56 et 4 milliards d'années, notre Planète bleuePlanète bleue devait être un monde volcanique et chaotique digne de celui du dieu des enfers grec, Hadès, avec là aussi des collisions massives avec des astéroïdesastéroïdes et des comètescomètes. Entre il y a 4 milliards et 2,5 milliards d'années, pendant l'Archéen, tout était plus calme et on pense que des océans et des formes de vie existaient déjà.

Cela ne veut pas dire qu'il n'y avait pas encore des événements catastrophiques capables d'influencer fortement l'habitabilité de la Terre et sa biosphère. De fait, une récente publication dans le célèbre journal PNAS, que l'on doit à une équipe de chercheurs en géosciences menée par Nadja Drabon de l'Université de Harvard, le montre bien.

Nadja Drabon et ses collègues ont exploré comme d'autres avant eux la mythique région de Barberton en Afrique du Sud où se trouvent des roches datant du début et du milieu de l'Archéen faisant partie de la non moins célèbre « ceinture de roches vertes », plus connue en anglais et dans le monde de la géologie sous le nom de Barberton Greenstone Belt.

Une vue d'artiste de la Terre pendant l'Archéen, la Lune est en cours d'éloignement de la Terre et dans l'eau, on voit des stromatolites construits par des micro-organismes photosynthétiques. © Tim Bertelink, cc by sa 4.0

Il s'agit de restes métamorphisés d'une zone volcanique associés à des roches sédimentairesroches sédimentaires où, depuis des années, les chercheurs pensent avoir trouvé des indications de l'existence de formes de vie très anciennes dans la formation de Fig Tree, également appelée groupe de Fig Tree, une formation géologique contenant des stromatolites avec des fossiles de formes de vie microscopiques vieilles d'environ 3,26 milliards d'années.

Non loin de cette région coule la rivière Komati, qui a donné son nom à des laves particulièrement fluides qui coulaient là-bas, il y a plus de trois milliards d'années, les komatiites, et qui ne s'épanchent quasiment plus qu'à titre très exceptionnel depuis la fin de l'Archéen. Leur viscositéviscosité devait être similaire à celle de l'eau puisqu'elles s'écoulaient à des températures supérieures à 1 400 °C et même, probablement, plus de 1 600 °C.

Mais ce qui a intéressé Nadja Drabon, c'est l'investigation de la sédimentologie, la pétrographie et la géochimie des isotopesisotopes du carbonecarbone des roches sédimentaires de l'impact S2, un astroblèmeastroblème produit par un astéroïde constitué de roches similaires aux météorites dites chondrites carbonées comme Allende.

Une onde de chaleur portant l'atmosphère à plus de 100 °C !

Sur notre Planète bleue, les archives géologiques de l'éon archéen enregistrent au moins 16 impacts majeurs impliquant des bolidesbolides de plus de 10 kilomètres de diamètre. Dans le cas de S2, on estime que c'est un corps céleste d'environ 4 fois la taille de l'EverestEverest, et pesant sans doute de 50 à 200 fois celui à l'origine du cratère de Chicxulubcratère de Chicxulub associé à la disparition des dinosauresdinosaures, qui est entré en collision avec la Terre il y a 3,26 milliards d'années.

L'énergieénergie dégagée a creusé un cratère de 500 kilomètres de diamètre et produit tellement de chaleur que l’atmosphère et la surface des océans sur quelques dizaines de mètres ont été portées à plus de 100 °C, le tout bien sûr accompagné d'un gigantesque tsunami bien supérieur à celui né au Yucatán il y a environ 66 millions d'années avec des averses globales de gouttes de roches fondues.

Le ciel serait devenu noir en raison de la poussière et des particules éjectées. Sans la lumièrelumière du soleilsoleil pour pénétrer l'obscurité, la vie terrestre ou dans les eaux peu profondes, qui dépendait de la photosynthèsephotosynthèse, aurait été anéantie.

Il n'y avait que des organismes monocellulaires à ce moment-là, mais, dans le tableau dressé par Nadja Drabon et ses collègues à partir des centaines de kilos de roches récoltés à Barberton et analysées en laboratoire, il apparait que la vie a été particulièrement résiliente. Mieux, l'impact l'a même favorisé, le matériaumatériau du corps céleste ayant enrichi les océans en phosphore.

De plus, les perturbations dans ces mêmes océans ont fait remonter en surface des dépôts de matière riches en ferfer, ce qui, là aussi, a amplifié le rebond du développement des micro-organismesmicro-organismes. Il en a sans doute été de même avec d'autres impacts similaires pendant l'Archéen.

Nadja Drabon, avec ses étudiants David Madrigal Trejo et Öykü Mete, lors de travaux de terrain en Afrique du Sud. © Nadja Drabon