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Qu’est ce que la Terre “boule de neige” ?

Crédits : CNRS

Cette théorie longtemps contestée soutient que la Terre était entièrement couverte de glace il y a plus de 700 millions d’années. Un climatologue a longtemps enquêté sur cette question, dont la réponse scientifique ne semble plus contestable.

Durant son histoire, la Terre a connu des périodes de glaciation, et le climat fut suffisamment froid pour que sa surface soit entièrement recouverte de glace. Il semble que ces épisodes “boule de neige” se soient produits au moins trois fois depuis que notre planète existe. Depuis les années 2000, le chercheur en climatologie Gilles Ramstein enquête sur ce phénomène.

Interrogé dans une longue publication de CNRS Le Journal, le spécialiste explique tout d’abord que le climat d’une planète dépend de son bilan radiatif, c’est-à-dire de la différence entre l’énergie reçue du Soleil et celle renvoyée vers l’espace par les continents, les océans et l’atmosphère. Ceci explique que lors de sa formation il y a 4,56 milliards d’années, la Terre était plus chaude qu’aujourd’hui, alors que l’énergie irradiée par le Soleil était 30 % moins importante.

En l’occurrence, l’atmosphère que l’expert qualifie de « couverture chauffante » joue un rôle très important dans la régulation des températures à la surface de la Terre. Deux gaz à effet de serre très puissants tels que le dioxyde de carbone (CO2) et le méthane (CH4) ont des taux de présence qui peuvent fortement varier. Ainsi, la variation du climat est fortement liée aux sources émettrices de ces gaz à effet de serre, par exemple le volcanisme, principale source naturelle de rejet de CO2.

« Son puits principal repose sur l’érosion des roches continentales silicatées sous l’effet du ruissellement des eaux. En réagissant avec la roche, le CO2 est soustrait à l’atmosphère et fixé sous forme de carbonates qui vont s’accumuler comme sédiments sous-marins. Il y a plus de 3 milliards d’années, le volcanisme était déjà actif, mais les surfaces continentales étaient encore très réduites et l’érosion demeurait négligeable : la concentration atmosphérique en CO2 était donc très élevée », explique Gilles Ramstein.

Également, les archées méthanogènes sont apparues il y a 3,5 milliards d’années. Il s’agit de micro-organismes unicellulaires dont le fonctionnement génère des quantités importantes de méthane, et dont le pouvoir d’effet de serre est par ailleurs trente fois plus important que celui du CO2.

Si le CO2 et le méthane ont fait en sorte que la Terre soit si chaude dans ses premières années, il s’est passé quelque chose qui est venu bouleverser cet état : le Grand Événement d’Oxydation (GEO). Il y a 2,4 milliards d’années, la concentration d’oxygène s’est mise à augmenter avec l’apparition des cyanobactéries, des micro-organismes capables de photosynthèse, produisant l’oxygène tel un déchet. Ces cyanobactéries se multipliant, elles contribuent à la disparition des archées méthanogènes se trouvant dans l’océan primitif, stoppant la production massive de méthane alors que ce gaz – également présent dans l’atmosphère – se change en CO2 au contact de l’oxygène.

Ainsi, un refroidissement s’opère, également favorisé par l’augmentation de l’albédo, c’est-à-dire la capacité de la surface terrestre de réfléchir la lumière du soleil. Durant 300 millions d’années, la terre a donc été recouverte de glace, lors d’une période connue sous le nom de glaciation huronienne. Par la suite, la Terre connaîtra deux autres épisodes similaires : la glaciation sturtienne et la glaciation marinoenne (voir-image ci-dessous).

Crédits : CNRS

Source : CNRS

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