Dans le passé, la Terre aurait été (presque) entièrement recouverte de glace. © Photobank, Adobe Stock
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RétroFutura : les péripéties de l'hypothèse d'une Terre « boule de glace »

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À l'occasion de son 20e anniversaire, la rédaction de Futura vous propose un voyage dans ses archives. Au goût du jour, voici les péripéties de l'hypothèse d'une Terre « boule de glace », dont nous vous parlions pour la première fois en... 2004 !

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[EN VIDÉO] Ces « bombes de chaleur » font fondre la glace en Arctique  Des observations satellites et le recours à des instruments plus précis que jamais ont permis à une équipe internationale de chercheurs de mener des observations poussées sur la fonte de la glace de mer en Arctique sous l'effet du réchauffement climatique anthropique. Leur conclusion : des « bombes de chaleur » venues de l’océan Pacifique accélèrent la fonte par le dessous. Un mécanisme, parmi beaucoup d’autres, qui explique pourquoi l’Arctique se réchauffe plus rapidement que n’importe quel autre endroit sur Terre. Et une preuve de plus qui suggère que nous verrons bientôt un océan Arctique libre de glace pour une grande partie de l’année. (en anglais) © Institut océanographique Scripps 

Au début des années 1960, le géologue anglais Walter Brian Harland émet l'hypothèse d'une Terre « boule de glace » ou « boule de neige ». Elle stipule que notre Planète aurait été entièrement - ou presque - recouverte de glace... Mais personne ne le croit. Quelques décennies passent, nos connaissances s'accroissent, et cette hypothèse resurgit. L'épisode de Snowball Earth serait survenu à trois reprises : une première fois nommée la glaciation huronienne (-2,4 à -2,1 milliards d'années), une deuxième étant la glaciation sturtienne (-720 à -650 millions d'années) et une dernière appelée la glaciation marinoenne (-650 à -635 millions d'années).

Depuis les années 1990 où la Snowball Earth a été remise sur la table, cette idée a été étayée, controversée, débattue... Nous vous en avons parlé pour la première fois en 2004, et une quinzaine d'années plus tard, la question n'est pas définitivement tranchée.

La Rodinia

En 2004, nous vous partageons un communiqué du Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA). Des chercheurs ont conçu un nouvel outil de modélisation du climat passé : Géoclim. Nourri aux dernières données géochimiques et géophysiques, celui-ci explique enfin l'entrée en glaciation du globe terrestre. En tout cas, pour les glaciations sturtienne et marinoenne. Durant cette ère géologique, les continents d'aujourd'hui ne forment qu'un seul et unique supercontinent, la Rodinia, centré sur l'équateur.

Aux alentours de -800 millions d'années, la Rodinia commence à se fracturer. Par une réaction en chaîne, cela entraîne une chute du CO2 atmosphérique. La température baisse de 8 °C avant d'atteindre un seuil où tout s'emballe, le climat perdant brutalement près de 50 °C. La Terre entre dans une période de glaciation.

La Rodinia est un paléocontinent. Cette reconstruction propose une vision datant de -750 millions d'années, où des ceintures orogéniques de 1,1 milliard d'années sont mises en évidence. © John Goodge, Wikimedia Commons

« Fondre comme neige au soleil »

À peine trois ans plus tard, en 2007, notre ancien journaliste Jonathan Toubeau rapporte une controverse par ce merveilleux jeu de mots : La « Terre boule de neige » fond comme neige au soleil. Des chercheurs anglais et suisses auraient mis en évidence des cycles chaud-froid entre -850 et -544 millions d'années, ce qui est incompatible avec une glaciation totale de la planète. L'un des chercheurs, Philip Allen, estime que « si la Terre avait été entièrement gelée pendant une longue période, ces cycles climatiques ne pourraient pas exister ». Il ajoute même qu'un tel gel serait potentiellement irréversible « puisqu'une grande partie du rayonnement solaire incident serait réfléchie par la neige et la glace ».

Mais cela ne réfute pas l'hypothèse d'une boule de glace pour autant, la couverture gelée aurait simplement été... trouée. Philip Allen admet d'ailleurs qu'une glaciation extrêmement grave a eu lieu à cette époque, mais s'étonne que la glace ait pu se frayer un chemin vers les tropiques sans « finir le boulot ».

Des preuves supplémentaires

En 2008, c'est au tour de Laurent Sacco - que vous retrouvez encore aujourd'hui dans nos colonnes - d'écrire deux articles sur le sujet. À ce moment, il est presque incontestable que la Terre a été recouverte d'une calotte glaciaire bien plus importante que celle d'aujourd'hui, mais son étendue reste objet de débat. Surtout, comment est-elle sortie de cet état ? La planète n'aurait pas pu se réchauffer d'elle-même à cause du fort albédo des couches de glace présentes, qui renvoyait massivement les rayons du Soleil.

Selon des géologues californiens, une déstabilisation importante des gisements de méthane aurait eu lieu il y a 635 millions d'années. Ce qui correspond à la fin de la dernière glaciation « boule de neige ». Par un effet domino, ce puissant gaz à effet de serre aurait été de plus en plus libéré. Les températures auraient augmenté, mettant fin à la glaciation globale.

La même année, des géochimistes américains et chinois observent une soudaine baisse du taux de l'oxygène 17 dans l'atmosphère, vers -635 millions d'années. Une baisse associée à une augmentation du taux de méthane ou de CO2, et suffisante pour amorcer une déglaciation. En 2011, un communiqué du CNRS avance que le CO2 n'aurait pas pu déglacer la planète. Une équipe de recherche internationale a analysé des sédiments âgés de quelque 635 millions d'années, et leur conclusion est sans appel : la teneur en CO2 aurait été largement insuffisante pour sortir d'un tel épisode glaciaire.

À l'échelle du siècle, le méthane est 25 fois plus puissant que le gaz carbonique en potentiel de réchauffement global. © vencav, Adobe Stock

Et maintenant ?

Le tout dernier article sur le sujet, chez Futura, date de 2020 et a été rédigé par mes soins. Le MIT considère que les épisodes d'une Terre boule de neige seraient advenus à cause d'une diminution trop rapide des températures, et non d'une diminution trop importante. Les scientifiques ont créé un modèle mathématique simplifié du système climatique terrestre, pour avoir une meilleure idée des conditions provoquant une Snowball Earth. À partir de cela, ils en ont déduit que la planète peut geler si la lumière solaire entrante diminue de seulement 2 % en 10.000 ans - une vitesse très rapide, géologiquement parlant. L'un des auteurs, Constantin Arnscheidt, suppose « que les glaciations passées ont été induites par des changements géologiques rapides du rayonnement solaire ».

Bien sûr, Futura est loin d'avoir mentionné toutes les études scientifiques sur ce phénomène. Mais cela pourra peut-être vous donner un aperçu du temps de la recherche, de la façon dont les chercheurs tentent de se contredire pour tester la solidité de leurs hypothèses, et de la beauté du procédé - en toute objectivité, évidemment !


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