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Naissance de la Terre

Big Bang, un mot qui exprime une explosion, un cataclysme qui serait à l'origine de la naissance de la Terre mais également de l'ensemble de notre système solaire.

La grande diversité des planètes du système solaire s'est mise en place en quelques dizaines de millions d'années il y a 4,6 milliards d'années environ. L'une des conséquences de cette histoire très ancienne pour la planète Terre est d'abriter encore aujourd'hui des conditions compatibles avec l'existence et le développement de la vie.

Mars est la seule autre planète où ces conditions pourraient avoir été momentanément réunies, il y a plus de 4 milliards d'années.
L'observation et l'étude des corps du système solaire ainsi que l'analyse en laboratoire des météorites et des roches lunaires et terrestres permettent de reconstituer cette aventure, depuis la naissance du Soleil dans un nuage de gaz et de poussières jusqu'à la Terre actuelle.

La position unique de la Terre

Dans le système solaire, la spécificité de la Terre est d’abriter une multitude d’êtres vivants. Si la vie a pu se développer, elle le doit à la position de la Terre par rapport au Soleil.

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Le fait que notre planète soit à 150 millions de kilomètres du Soleil lui permet de connaître des températures tempérées.

Le Big Bang

Il y a plus de 15 milliards d'années, la matière de l'univers était extrêmement condensée et très chaude.
Une gigantesque explosion a provoqué la dissociation de cette matière. On a baptisé cette "explosion" le Big Bang.

Cependant, cette image assez poétique est loin de refléter la réalité scientifique. Le Big Bang est une notion abstraite. L'homme a besoin de définir toute chose; de même, il ne conçoit pas son environnement autrement qu'avec un début et une fin.

Si la Terre est née, c'est donc qu'il y a eu un commencement. Mais qu'il y avait-il avant ce commencement ? En fait, rien. L'univers ne possédait ni galaxies, ni étoiles et ni atomes. Hubert Reeves, astrophysicien français, décrit cet avant Big Bang "comme une bouille de matière informe."

" Cette bouille a été portée à des températures de milliards de milliards de degrés. C'est ce que l'on a appelé le Big Bang."

Quand il m'a fallu créer une illustration du Big Bang, j'ai été bien embêtée et le montage ci-dessous n'est qu'une vue de l'esprit et non une réalité scientifique.

Big Bang

Illustration du Big Bang. © dinosoria.com

L'émission d'électrons, de protons, de neutrons et de photons qui s'en est suivie a permis la formation des corps célestes. Ce schéma est bien sûr extrêmement simplifié. D'après les astrophysiciens, il a fallu environ 100 millions d'années après le Big Bang pour que l'univers se présente sous la forme que nous connaissons.

Galaxie spirale NGC 1232

Galaxie spirale NGC 1232. Crédit: Nasa

Dans l'univers, issu du Big bang, on dénombre 200 milliards de galaxies. Notre galaxie, la Voie Lactée, a un diamètre supposé de 100 000 années-lumière (1 année-lumière = 10 000 milliards de kilomètres).

Toujours concernant la définition du Big Bang, je cite Hubert Reeves qui nous en donne une explication logique et moins abstraite:

" Le Big Bang peut être défini comme le moment où les notions d'espace et de temps deviennent utilisables. Le Big Bang, en réalité, c'est notre horizon dans le temps et dans l'espace. Si nous le considérons comme l'instant zéro de notre histoire, c'est par commodité. "

En fait, nous ne connaissons pas les origines de l'univers. Cela ne signifie d'ailleurs pas que l'univers n'a pas d'origine. Mais, les scientifiques ont besoin de matériaux pour élaborer des théories. Et ce n'est qu'à partir du Big Bang qu'ils peuvent reconstituer notre histoire.

Cependant, la théorie du Big Bang n'est pas le produit de l'imagination des scientifiques. Elle est fondée sur un ensemble d'observations et sur un système mathématique (la relativité générale d'Einstein). Hubert Reeves reconnaît que cette théorie comporte ses faiblesses mais que c'est le scénario qui a apporté le plus de prédictions réussies comme le fait par exemple que l'univers est en perpétuelle évolution.

La naissance du Soleil

Le Soleil et ses planètes sont apparus en même temps alors que notre galaxie avait déjà plus de 8 milliards d'années.

Toutes les mesures effectuées sur la Lune ou des météorites apportent des valeurs identiques soit 4,56 milliards d'années. Tout d'abord, des grains et du gaz se concentrent dans les nuages denses et froids du milieu interstellaire pour former une nébuleuse. Puis cette nébuleuse s'organise par gravité en un disque d'accrétion où la matière, tout en tournant autour du centre du disque, migre aussi vers celui-ci, cela aboutit à la naissance du Soleil.

Soleil

Le Soleil vu dans l'ultraviolet par Soho. Crédit: Nasa

Puis, à partir des grains microscopiques de la nébuleuse, se constituent les premiers corps solides, les planétésimaux, embryons des futures planètes rocheuses.

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Environ 50 à 100 millions d'années après l'accumulation de gaz et de poussières dans l'espace interstellaire, le système solaire et les planètes qui le composent sont formés.
Les 4,4 milliards d'années qui suivent verront l'évolution de ces planètes sous le contrôle thermique et gravitationnel du Soleil.

Le Soleil est une étoile moyenne qui n'a rien d'exceptionnelle dans la galaxie. Il y a 4,5 milliards d'années, le Soleil était beaucoup plus gros qu'aujourd'hui et il était rouge. Lentement, il s'est contracté, est devenu jaune et sa température intérieure a augmenté.

Au bout d'une dizaine de millions d'années, il a commencé à transformer son hydrogène en hélium. C'est ce phénomène de fusion nucléaire qui lui a assuré sa stabilité et sa luminosité.

L’origine des océans

L’essentiel de nos ressources en eau provient des comètes, corps constitués de glace et de neige, qui bombardaient la Terre à ses débuts.

Terre

Terre. Crédit: Nasa

Quand la Terre s’est refroidie, la vapeur d’eau contenue dans l’atmosphère s’est condensée, tombant en pluies. Ces pluies ont rempli les terres basses.

La distance de la Terre par rapport au Soleil lui a permis de conserver ces molécules d'eau à sa surface de manière partiellement liquide.

Aujourd’hui, plus de 80% de la Terre est recouverte d’eau.

Si la Terre avait été plus proche du Soleil comme Vénus, l'eau liquide n'aurait pu exister. La vie n'aurait donc jamais pu se développer.

Eon Hadéen. (4,6 - 4 milliards d'années). Naissance de la Terre

On ignore à peu près tout de la configuration des terres et mers pendant cette très longue période. La planète est encore largement exposée aux bombardements de météorites. Elle se dote rapidement d'une enveloppe plus légère et rigide sur un manteau visqueux et animé de convections puissantes.

Cratère d'impact de Manicouagan

Cratère d'impact de Manicouagan vieux de 214 millions d'années environ. C'est l'un des plus anciens cratères d'impact connu. Crédit: Nasa

Ces forces ont nécessairement provoqué des déformations importantes de la surface des terres émergées - les cratères d'impact des météorites -, et la distribution des masses continentales et des océans a pu changer complètement et à plusieurs reprises sous l'effet des mouvements de la nouvelle croûte.

Cratère d'impact de Gosses Bluff

Cratère d'impact de Gosses Bluff en Australie qui s'est formé à la frontière Jurassique-Crétacé. Crédit: © Nasa

Les roches qui se sont formées au cours de cette période sont les plus vieilles de la planète; elles n'apportent que des indications fragmentaires qu'il n'est pas possible de relier entre elles, car elles témoignent de situations très différentes, à des moments différents. Les plus anciennes roches qu'on ait pu dater proviennent d'Isua, au Groenland; leur âge absolu est de 3,8 milliards d'années.

Naissance de la Terre

1- Chaque point brillant de cette galaxie est une étoile, comme notre soleil; il y en a environ 100 milliards d'années.

2- Des étoiles jeunes dans un nuage interstellaire forment des halos de lumière dans le gaz nourricier où elles baignent encore.

3- La formation de notre système solaire, il y a 4,5 milliards d'années environ. Au centre du disque se forme le Soleil tandis qu'apparaissent les premières planètes dans le gaz et la poussière.

4- Les nuages moléculaires denses et froids (- 260 °C) de la Galaxie sont des pépinières d'étoiles et de molécules organiques.

5- Ces petites planètes, appelées planétésimaux sont les restes des premières planètes. Les grosses planètes comme la Terre résultent de l'accrétion de ces planétésimaux.

6- Toutes les planètes gazeuses, froides et géantes (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune) ont des anneaux.

Naissance de la Terre

7- De la collision entre la Terre et un planétésimal naîtra la Lune.

8-9-10- Trois étapes de l'évolution de la surface de la Terre primitive, entre - 4,3 et - 3,7 milliards d'années.

8- Vers - 4,3 milliards d'années, des océans couvrent déjà la majeure partie de la planète. La Lune est encore proche de la Terre et le bombardement extraterrestre reste incessant. Les terres émergées sont pour l'essentiel des îles volcaniques; il n'y a pas de continent et la roche affleure à la surface du sol. L'atmosphère est dense et le soleil filtre difficilement jusqu'au sol.

9- Vers - 4 milliards d'années, la Lune s'est éloignée, le bombardement extraterrestre est moins intense et l'atmosphère moins épaisse.

10- Enfin, dans les océans, les premières algues bleues, apparues vers - 3,8 milliards d'années, fixent le carbonate de calcium, construisent ces champignons de calcaire (les stromatolithes) et émettent les premières bulles d'oxygène.

Calendrier de la Terre

Il y a près de 4,6 milliards d'années: la Terre se forme. Il faudra attendre plusieurs centaines de millions d'années pour qu'elle se refroidisse et que la vie puisse débuter.

Il y a 3,8 milliards d'années: la vie est déjà florissante dans les océans

Il y a 2,5 milliards d'années: formation des grands blocs continentaux

Il y a 540 millions d'années: apparition des animaux à squelette externe

Il y a plus de 460 millions d'années: apparition des insectes et des crustacés

Il y a 460 millions d'années: apparition des poissons

Il y a plus de 420 millions d'années: les premiers végétaux à sortir de l'eau pour investir les terres sont des mousses

Il y a 420 millions d'années: un arthropode foule la Terre

Il y a 370 millions d'années: apparition des premiers vertébrés à pattes; ce sont les tétrapodes

Il y a 320 millions d'années: apparition des premiers reptiles

De 365 à 295 millions d'années: développement des grandes forêts du Carbonifère

Il y a 230 millions d'années: apparition des dinosaures

Il y a 120 millions d'années: apparition des plantes à fleurs

Il y a 65 millions d'années: les mammifères commencent à conquérir le monde

Controverse sur la formation de la Terre

Une équipe internationale de chercheurs a annoncé en novembre 2005 que les continents étaient probablement en place très tôt après la formation de la Terre.

Ce sont donc les premiers moments de la création de notre planète qui sont remis en cause.

Les chercheurs de l'université du Colorado à Boulder réfutent ainsi les vieilles théories existantes selon lesquelles la Terre était soit désertique, soit recouverte d'océans, lors de sa formation.

Terre et Mer

A sa naissance, la Terre était-elle désertique ou recouverte d'eau ? By eye2eye . Licence

Les chercheurs aboutissent à cette conclusion après avoir analysé la présence d'un rare élément (hafnium), présent dans le zircon des roches de Jack Hills en Australie, vieilles de 4,4 milliards d'années. Cet élément est un des rares connus à être capable de survivre aux changements qu'a subis la croûte terrestre durant les différentes périodes.

Selon les chercheurs, les continents se seraient formés 100 à 500 millions d'années seulement après la création de la planète, il y a 4,6 milliards d'années.

Naissance de la Terre

Illustration de la Terre recouverte d'eau. By Cherrylynx . Licence

Les travaux suggèrent que le zircon se serait formé très tôt, à des températures clémentes pour la formation de la croûte terrestre... et l'apparition de la vie

Ces résultats appuient ceux d'une précédente étude conduite par l'auteur principal, Stephen Mojzsis, qui affirmait que l'eau était présente à la surface de la Terre il y a 4,3 milliards d'années.

Il est vrai que nous ignorons à peu près tout de la configuration des terres et des mers pendant la très longue période de l’archéozoïque (4,8 à 3,8 milliards d’années avant notre ère).
Au début de sa formation, la Terre était encore largement exposée aux bombardements de météorites.

Cratere en Arizona

Cratère en Arizona. By Tim Pearce, Los Gatos

Jusqu’à présent, selon la théorie officielle, la Terre était au départ recouverte d’eau puis vers 4,3 milliards d’années, des océans couvraient la majeure partie de la planète.
Il y aurait donc eu une très longue période pendant laquelle aucun continent n’existait. Toujours officiellement, la vie est censée être née dans les océans.

Autant dire que cette nouvelle estimation va faire l’objet d’une très vive controverse dans les mois qui viennent au sein de la communauté scientifique.

V.Battaglia (12.2003) M.à.J 09.2013

Naissance de la vie . La vie vient-elle de l'espace ? . Echelle géologique

Lien : Article sur la controverse sur la formation de la Terre

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