Le paradoxe des astéroïdes dans l’histoire terrestre
Les frappes d’astéroïdes traînent une réputation sinistre. La roche spatiale qui a percuté une zone proche du Yucatán il y a environ 66 millions d’années a contribué à l’extinction des dinosaures. Cette catastrophe représente l’image mentale la plus courante lorsqu’une collision géante est évoquée.
Remonter suffisamment loin dans le temps offre une perspective diamétralement opposée. Sur la Terre naissante, le même type de violence capable d’anéantir des mondes a produit un résultat bien plus étrange. Ces événements extrêmes auraient aidé la vie à prendre son élan.
La planète s’est formée il y a environ 4,5 milliards d’années et la période qui a suivi était loin d’être calme. Selon une étude menée par la planétologue Amanda Alexander et ses collègues du Southwest Research Institute (SwRI), ces impacts ont façonné le sol d’une manière inattendue tout au long des 2,5 premiers milliards d’années de la planète.
Une croûte planétaire fracturée par un pilonnage incessant
Durant ses premières centaines de millions d’années, la jeune Terre a subi les assauts répétés de roches et de métaux résiduels qui pullulaient encore dans le jeune système solaire. Presque rien de cette ancienne croûte ne survit aujourd’hui. L’essentiel des connaissances actuelles provient de la surface grêlée de cratères de la Lune.
Ces atterrissages n’avaient rien de doux. Une frappe de grande envergure brisait d’énormes volumes de roche et vaporisait une partie de la surface. Ces chocs projetaient des matières en fusion à travers le paysage et laissaient la croûte fracturée sur des kilomètres de profondeur.
Les ondes de choc de chaque collision ont fissuré la croûte solide, criblant la roche de fractures et d’espaces poreux ouverts. Ces dommages ont permis à l’eau de s’infiltrer dans des strates autrefois hermétiquement scellées. Les géologues qualifient de perméable une roche qui laisse passer les fluides. L’équipe scientifique souhaitait mesurer précisément quelle quantité de la jeune croûte a été ouverte de cette manière et jusqu’à quelle profondeur les dommages s’étendaient. Des travaux antérieurs avaient déjà montré que des cratères individuels pouvaient fracturer le sol sous-jacent. Ce que personne n’avait fait, c’était de tout additionner pour évaluer la perméabilité de l’ensemble de la croûte supérieure pendant une ère de bombardement constant.
Chaleur, eau et émergence des premières réactions
Chaque impact d’astéroïde injectait une chaleur phénoménale dans le sol. Ajoutée à la chaleur remontant déjà de l’intérieur de la Terre, cette énergie poussait des fluides brûlants à travers la roche disloquée. Cette configuration constituait le cadre exact où la chimie prébiotique, l’ensemble des réactions précédant l’apparition de la vie, pouvait s’amorcer.
Ces réseaux souterrains d’eau chaude en circulation forment des systèmes hydrothermaux, semblables à la tuyauterie naturelle située sous les geysers du parc national de Yellowstone. D’après les calculs de l’équipe, un seul impact majeur pouvait générer une activité hydrothermale jusqu’à 100 fois supérieure à celle que produit Yellowstone de nos jours.
L’idée que les impacts alimentaient des systèmes d’eau chaude n’est pas nouvelle, une étude sur un cratère géant ancien ayant révélé que sa plomberie a probablement fonctionné pendant des centaines de milliers d’années. « Bien que souvent considéré comme catastrophique dans le contexte de l’extinction des dinosaures, le bombardement d’impact a probablement été également critique pour créer des environnements pour la chimie prébiotique », a déclaré Alexander.
Simulation informatique des frappes météoriques
Pour obtenir des chiffres concrets, les chercheurs ont lancé une vaste série de simulations sur un programme physique conçu pour suivre la façon dont la roche dure se brise sous un coup violent. Ils ont précipité des astéroïdes virtuels de toutes tailles et à toutes les vitesses sur la surface. Chaque essai faisait varier des conditions qui auraient été différentes selon les régions de la jeune planète.
L’équipe a modifié l’épaisseur de la croûte, la façon dont elle se réchauffait en profondeur, ainsi que sa composition, la surface initiale étant principalement constituée de basalte, une roche volcanique sombre. Certaines modélisations recouvraient la roche d’un océan d’une profondeur de 3 miles, tandis que d’autres la laissaient sèche. Les scientifiques ont mesuré le volume de croûte rendu perméable par chaque impact, puis ont suivi la manière dont les fluides s’y déplaceraient.
Afin de capturer une image complète, l’équipe a intégré un modèle de fréquence des impacts au fil du temps, empilant les effets frappe après frappe sur des centaines de millions d’années. Le volume de croûte ouvert par l’impact d’un astéroïde dépendait surtout de son énergie, les bolides plus gros et plus rapides causant davantage de dégâts. Le degré de perméabilité de cette roche brisée dépendait de la température et de la composition de la croûte. Considérés dans leur ensemble, les modèles suggèrent que les 5 miles (8 kilomètres) supérieurs de la croûte terrestre étaient hautement perméables il y a environ 4,3 milliards d’années. Une part substantielle de cette roche propice aux fluides est probablement restée ouverte jusqu’à il y a environ 3,5 milliards d’années.
De nouveaux horizons pour la recherche des origines du vivant
Les fissures rocheuses chaudes et aqueuses représentent le type d’environnement privilégié par les spécialistes étudiant les débuts de la biologie. Ces lieux permettent à l’eau riche en minéraux de rencontrer de fortes variations de température et de chimie. Ces habitats offrent un apport constant en énergie et un flux continu de minéraux dissous, figurant en bonne place parmi les berceaux candidats pour les premiers êtres vivants. Si les impacts d’astéroïdes ont ouvert la croûte supérieure de cette façon, la jeune planète était couverte de tels sites au lieu d’être parsemée d’un cratère occasionnel.
Cette recherche, publiée dans la revue AGU Advances, avance des chiffres précis sur cette théorie pour la première fois. En estimant le volume et la durée de cette perméabilité, les scientifiques disposent désormais d’une cible beaucoup plus solide. La croûte primitive peut être envisagée comme un réseau planétaire d’habitats hydrothermaux permettant de chercher lesquels possédaient les bons ingrédients. Avant ces travaux, le lien entre l’eau chaude et la chimie prébiotique reposait principalement sur des études de cratères individuels et des arguments théoriques plus larges.
Les implications de cette découverte s’étendent au-delà de notre atmosphère. Le même bombardement qui a marqué Mars et la Lune a pilonné la Terre primitive. Si ces modèles s’avèrent corrects, les conditions décrites ont pu se manifester sur d’autres mondes jeunes, une perspective qui élargit considérablement la recherche d’endroits où la vie a pu commencer à prospérer dans l’univers.
Selon la source : earth.com
Les impacts d’astéroïdes auraient favorisé l’émergence de la vie sur la Terre primitive
