Des supernovae pourraient-elles être responsables d’extinctions massives sur Terre ?

Une supernova voisine, qui a explosé il y a environ 2,5 millions d’années, pourrait avoir entraîné un épuisement échelonné de la couche d’ozone terrestre, altérant considérablement les chances de survie des espèces vivant sur la planète.

Il y a 2,5 millions d’années, la Terre changeait radicalement. Le Pliocène, une époque chaude et douce, se terminait pour laisser la place au Pléistocène, une ère de glaciation. Les variations naturelles de l’orbite et de l’oscillation de la Terre expliquent probablement ce changement climatique, mais l’apparition simultanée d’une supernova pourrait fournir un aperçu de la diversification de la vie à cette époque. On pense que celle-ci s’est produite à une distance comprise entre 163 et 326 années-lumière de la Terre. Pour fournir un ordre d’idée, notre voisin stellaire le plus proche – Proxima Centauri – est à 4,2 années-lumière.

Nous savons que des supernovae peuvent stériliser toutes les planètes habitées voisines qui se trouvent sur le chemin de leur rayonnement ionisant nocif. De telles explosions pourraient-elles alors avoir fait des ravages sur la biologie de notre planète ? Un chercheur a voulu connaître la réponse. Brian Thomas, astrophysicien à l’Université de Washburn au Kansas (États-Unis), a modélisé différents impacts biologiques à la surface de la Terre. Pour ce faire, il s’est appuyé sur des preuves géologiques de la présence rapprochée de supernovae il y a 2,5 millions et 8 millions d’années. Dans son dernier article, le chercheur étudie donc les rayons cosmiques provenant de ces dernières – qui se propageaient de l’atmosphère jusqu’à la surface de la Terre – pour comprendre leurs effets sur les organismes vivants.

Si l’on se penche sur les archives fossiles de la limite Pliocène-Pléistocène (il y a 2,5 millions d’années), on y observe un changement spectaculaire dans la couverture terrestre à l’échelle mondiale. « Il y a eu des changements, surtout en Afrique, note le chercheur, avec l’apparition des prairies ». Pendant ce temps, l’enregistrement géologique montre une concentration globale élevée de fer-60 (60 Fe), qui est un isotope radioactif produit pendant une supernova. Concernant les espèces, bien qu’il n’y ait pas eu d’extinctions de masse majeures, les chercheurs observent un taux d’extinction en général plus élevé à cette époque, plus de spéciation et un changement de végétation.

Comment une supernova proche pourrait-elle alors affecter la vie sur Terre ? La réponse réside dans l’atmosphère. La couche d’ozone protège la vie des rayonnements ultraviolets (UV) nocifs. En explosant, une supernova propulse alors dans l’espace des rayons cosmiques néfastes, qui pour certains viendront percuter l’atmosphère terrestre. Celle-ci se retrouve alors altérée : « Le milieu intergalactique agit comme une sorte de tamis, ralentissant l’arrivée des rayons cosmiques et de la “pluie de fer radioactive” (60 Fe) sur des centaines de milliers d’années », explique le chercheur.

Selon les modèles de Brian Thomas, l’ozone dans notre atmosphère se serait alors progressivement épuisé, atteignant un pic environ 300 ans après que les particules aient touché la Terre pour la première fois. Sans ozone, la lumière ultraviolette atteint la surface de la Terre, et selon les calculs du chercheur, son irradiance aurait augmenté d’un facteur de 1,1 à 2,8. « Ce n’est pas nécessairement le genre de chose qui provoquerait une extinction massive, mais avec suffisamment de temps – et nous parlons d’effets qui durent des centaines ou des milliers d’années – les dommages à l’ADN causés aux diverses formes de vie sur la planète pourraient hypothétiquement endommager les perspectives de survie de diverses espèces », explique-t-il.

Vous retrouverez tous les détails de cette étude dans la revue Astrobiology.

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