Les premiers bombardements d’astéroïdes ont façonné l’atmosphère terrestre

Impact : Au-delà du ciel nocturne, un documentaire du SCINEMA International Science Film Festival 2020, explore les impacts et les collisions entre les corps de notre système solaire. Ces événements se produisent tout le temps, allant de minuscules collisions (comme les météores qui brûlent vivement dans notre atmosphère) à des événements à grande échelle qui ont façonné notre arrière-cour cosmique telle que nous la connaissons.

Le film suit la planétologue Katarina Miljkovic, professeure agrégée à la School of Earth and Planetary Sciences de l’Université Curtin en Australie-Occidentale, et les moments qui l’ont propulsée vers une carrière en sciences planétaires. Il aborde ses contributions fascinantes au domaine de la recherche; de l’étude des cicatrices d’impact passées sur la Lune afin de mieux comprendre son évolution, à l’analyse des impacts de météorites d’aujourd’hui sur Mars pour en savoir plus sur l’intérieur de la planète.

Tu peux regarder Impact : Au-delà du ciel nocturne en entier ici.

Lisez la suite pour savoir comment le bombardement précoce d’astéroïdes a pu façonner le développement de la jeune Terre en retardant la croissance de l’oxygène atmosphérique.


Pendant les premiers milliards d’années d’existence de la Terre, les prévisions météorologiques étaient nuageuses avec un risque d’astéroïde. Les géochimistes ont présumé pendant un certain temps que cette vague de frappes avait modifié la chimie de l’atmosphère naissante, mais les recherches de 2021 offrent maintenant des indices sur la manière dont.

Dans un article publié dans Géoscience de la natureune équipe de chercheurs a découvert que le bombardement précoce d’astéroïdes pouvait avoir retardé l’oxygène de l’oxygène sur la planète.

“L’oxygène libre dans l’atmosphère est essentiel pour tout être vivant qui utilise la respiration pour produire de l’énergie”, explique la géologue Nadja Drabon, co-auteur de l’étude de l’Université de Harvard. “Sans l’accumulation d’oxygène dans l’atmosphère, nous n’existerions probablement pas.”

L’équipe – dirigée par Simone Marchi du Southwest Research Institute de Boulder, Colorado – s’est concentrée sur l’éon archéen, qui s’étendait de 4 milliards à 2,5 milliards d’années.

Pour avoir un aperçu de cette époque ancienne, ils ont analysé des restes d’astéroïdes appelés « sphérules d’impact ». Ces particules vitreuses de la taille d’un sable sont en fait des gouttes de roche en fusion resolidifiées, formées lorsque l’énergie d’un astéroïde ou d’une comète a vaporisé des matériaux rocheux dans la croûte de la planète. Aujourd’hui, on les trouve en couches minces sur la croûte terrestre.

“Ces dernières années, un certain nombre de nouvelles couches de sphérules ont été identifiées dans les carottes de forage et les affleurements, augmentant le nombre total d’événements d’impact connus au début de la Terre”, explique Drabon.

Les couches de sphérules – comme celle montrée dans cet échantillon australien de 5 centimètres et vieux de 2,6 milliards d’années – sont des marqueurs d’anciennes collisions. Crédits : UCLA/Scott Hassler et Oberlin/Bruce Simonson

En utilisant ces nouvelles données d’événements d’impact supplémentaires, l’équipe a mis à jour des modèles plus anciens pour constater qu’ils avaient auparavant sous-estimé la fréquence à laquelle les astéroïdes et les comètes ont frappé la Terre naissante. Il s’avère qu’un crash cosmique se produit tous les 15 millions d’années – 10 fois plus fréquemment qu’on ne le pensait auparavant.

“De plus”, ajoute Marchi, “nous constatons que la masse cumulée de l’impacteur délivrée à la Terre primitive était un important” puits “d’oxygène, ce qui suggère qu’un bombardement précoce aurait pu retarder l’oxydation de l’atmosphère terrestre.”

Fondamentalement, lorsque les impacteurs ont frappé la Terre, les vapeurs auraient consommé chimiquement l’oxygène qui se trouvait autour, l’aspirant essentiellement hors de l’atmosphère.

“Bombardement archéen tardif par des objets sur plus de six milles [10km] de diamètre aurait produit suffisamment de gaz réactifs pour consommer complètement de faibles niveaux d’oxygène atmosphérique », explique la co-auteur Laura Schaefer de l’Université de Stanford.

“Ce modèle était cohérent avec les preuves de soi-disant” bouffées “d’oxygène, des augmentations relativement fortes mais transitoires de l’oxygène atmosphérique qui se sont produites il y a environ 2,5 milliards d’années. Nous pensons que les odeurs ont été interrompues par des impacts qui ont retiré l’oxygène de l’atmosphère.

Il y a environ 2,4 milliards d’années, à peu près au moment où les bombardements ont ralenti, la Terre a traversé un changement majeur connu sous le nom de Great Oxidation Event (GOE) – bien que l’oxygène n’ait atteint les niveaux actuels qu’au cours du dernier milliard d’années.

“Au fil du temps, les collisions deviennent progressivement moins fréquentes et trop petites pour pouvoir modifier de manière significative les niveaux d’oxygène post-GOE”, explique l’auteur principal Marchi. “La Terre était en passe de devenir la planète actuelle.”


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