Le visage de la Terre primitive (la Terre de l’Hadéen)

Dans le titre l’Hadéen, c’est le nom de la première ère de la Terre, celle qui précède l’archéen. Le nom de Hadéen, vient de Hadès, et le royaume d’Hadès, pour les gens qui ont un souvenir d’Ulysse 31 ( ), c’est l’équivalent de l’enfer. En bref, l’Hadéen, c’est la période des débuts de la Terre, que l’on se représente souvent comme digne de l’enfer.

Le nom de Hadéen est‑il nom vraiment à l’image de cette période de la Terre ? C’est la question à laquelle répond un scientifique dans le reportage plus bas.

Il existe ou existait deux théories pour les débuts de l’histoire de la Terre après son accrétion (sa création par accrétion) : celle d’une Terre magmatique dont la surface n’était faite que lave et l’atmosphère était une fournaise; et celle d’une Terre plus calme qu’on se l’imagine (au sens propre), avec un surface plutôt calme est tranquille.

Je résume en plusieurs points, dans aucun ordre particulier.

Il y a eu deux bombardement météoriques bien distincts

Il y a eu non‑pas un bombardement météorique continue, mais un premier bombardement évidemment intense à l’époque de l’accrétion de la Terre, puis une période calme et sans bombardement pendant environ 500 millions d’années; puis un bombardement tardif, probablement dut à la déformation et au déplacement progression des planètes géantes gazeuses (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune). Cette événement « tardif » mais très ancien, a mis un véritable bazar dans le système solaire, et a propulsé des comètes et des astéroïdes dans tous les sens, qui ont abouti au bombardement tardif, il y a 4 milliards d’années environ (alors que l’accrétion de la Terre date d’au moins il y a plus d 4.6 milliards d’années).

C’est l’âge et la masse de la Lune, qui permettent de confirmer qu’il y a eu deux bombardement.

C’est l’époque de l’accrétion de la Terre qui correspond à la période du premier bombardement, et c’est l’âge des plus vieux cratères à la surface de la Lune, qui permet de dater l’époque du second bombardement.

Si le bombardement avait été continue du début jusqu’à l’époque des plus vieux cratères sur le Lune, elle devrait être soit plus grosse, soit être plus jeune et n’avoir que 4.1 milliards d’années environ. Mais on sait qu’elle s’est formée il y a 4.5 milliards d’années environ. Il y a donc eu deux bombardements. Le premier, il y a 4.5 milliards d’années et le second, il y a 4 milliards d’années, et une période de calme d’environ 500 millions d’années entre les deux.

L’eau est revenue apportée par le second bombardement

L’eau s’est rapidement évaporé et n’a pas put être retenue par la gravitation Terrestre après son accrétion. On pensait jusqu’ici, que l’eau re‑apporté plus tard, l’avait été par des comètes, car les comètes contiennent bien plus d’eau que les météorites (jusqu’à 50% d’eau pour les comètes, et quelques % « seulement » pour les astéroïdes). Mais l’eau des océan sur Terre, n’a pas la même signature isotopique que l’eau des comètes, et ressemble beaucoup plus à celle de l’eau des astéroïdes (les isotopes, sont un peu des variations d’un même matériaux, et il y a plusieurs isotopes possibles pour chaque atomes et molécules, et l’eau aussi). C’est quantité d’astéroïde pour un total entre 0.3 et 2% de la masse de la Terre, qui ont finalement re‑apporté de l’eau sur Terre.

Les très vieux granites présent sur Terre et daté pour certains de 4.3 milliards d’années (si je me souviens bien, je n’ai pas noté), sont le signe qu’il y avait de l’eau à la surface à cette période. Le granite ne peut en effet pas se former s’il n’y a pas d’interaction entre le magma et de grande quantité d’eau.

Le soleil était plus froid et la pression atmosphérique très élevée

Le Soleil rayonnait 30% moins de chaleur au début de l’histoire de la Terre, que maintenant. Si la Terre avait eu une atmosphère similaire à celle actuelle, l’eau présente aurait dut y être gelée et la Terre être une grosse boule de neige et de glace. Mais dans ses conditions, les minéraux qui se forment par interaction avec l’eau et même plus précisément avec l’eau chaude, n’aurait pas put se former dans les quantités auxquelles on les retrouve. Il est supposé que la pression atmosphérique et la concentration en gaz carbonique, était beaucoup plus élevés que maintenant. Il n’est pas exclus que la pression atmosphérique sur Terre y était même un peu plus de 2.5 fois plus élevée que sur Venus actuellement (jusqu’à 250 bars possibles sur Terre à cette époque, contre 90 bars actuellement sur Venus).

La vie est probablement apparu il y aussi longtemps que 4.3 milliards d’années déjà

Les conditions de l’apparition de la vie étaient déjà réunies avant le second bombardement de la Terre par les météorites et comètes. On ne sait pas si ce bombardement tardif (ce n’est pas la même chose que l’extinction des dinosaures, pas un impact isolé, mais un bombardement) a été intense au point de stériliser la Terre, même de ses formes de vies très primitives et si la vie a eu à ré‑apparaître ensuite, ou si elle s’est poursuivie à partir de celle qui était possiblement apparu avant le premier bombardement. On ne connait pas de trace évidentes de l’existence de la vie sur Terre aussi tôt qu’il y a 4.3 milliards d’années, et son existence n’est que raisonnablement supposée.

La vidéo de la conférence :  L’hadéen — les tous premiers âges de la Terre

P.S. Je regarde à nouveau la conférence un autre jou, pour re‑vérifier quelques chiffres. En attendant, méfiez‑vous d’éventuelles erreurs possibles dans le résumé que j’en ai fait.

Pour un rappel des périodes et des ères, voir : L'échelle des temps géologiques (cristauxetpierresdumonde.com). La tableau en haut de page, va du plus récent en haut, au plus ancien en bas. L’Hadéen est la plus ancienne ère. Elle commençât il y a 4.6 milliards d’années et se terminât il y a 3.8 milliards d’années (et s’étalât donc sur 800 millions d’années).

Il y a une hypothèse qui dit que de 30 à 50% de l’eau présente sur Terre, proviendrait du nuage interstellaire à partir duquel s’est formé le système Solaire ; c’est à dire aussi que jusqu’à la moitié de l’eau présente sur Terre et dans la Terre (y compris très en profondeur), serait plus ancienne que la Terre et le Soleil, existait avant leur formation.

Ce n’est non‑plus incompatible avec l’idée de l’apport de l’eau par des astéroïdes, qui eux‑même tiendraient un partie de leur eau de cet apport initial du milieux interstellaire.

Pour l’anecdote, l’idée que l’eau sur Terre est plus ancienne que la Terre et le Soleil, est fondée comme suit : 

Dans l’Univers, il y a en plus des atomes d’hydrogène, des atomes d’une variante de l’hydrogène, qui s’appelle le deutérium. Il y a dans l’Univers, en moyenne — crée au moment où l’Univers fabriquait les atomes qui le compose actuellement — 26 atomes de deutérium pour 1 millions d’atome d’hydrogène.

Le deutérium, comme il est une variante de l’hydrogène, peut entrer dans la composition de l’eau, à la place de l’hydrogène. Un eau où le deutérium « a pris » la place de l’hydrogène, s’appel l’eau lourde.

Il n’y a pas d’eau lourde naturellement sur Terre, mais il y a une petite proportion de molécules d’eau faites avec du deutérium, naturellement (pas apporté par l’industrie ou une quelconque pollution). Et ce qui est étonnant, c’est que la proportion de deutérium dans l’eau sur Terre, est 6 fois plus élevée que la proportion de deutérium constatée en moyenne dans l’Univers.

Il se trouve qu’il existe une réaction qui peut faire qu’une eau plus riche en deutérium (plus riche… c’est relatif quand‑même, parce qu’il y en a malgré tout très peu) se forme plus vite qu’une eau plus normale. Cette réaction, elle n’est possible qu’à très basse température, une dizaine de degré au dessus du zéro absolu, pas plus, et nécessite en plus, un rayonnement ionisant important.

Ces conditions sont présentes dans le milieux interstellaire et n’était pas présente dans le système Solaire lui‑même au moment de sa formation — plus chaud, et le champs magnétique du Soleil repoussait les rayonnements ionisants interstellaires.

Pour cette raison, il est supposé que de 30 à 50% de l’eau présente sur Terre, avant d’avoir été ou pas apportée par les astéroïdes, provient du milieux interstellaire, et est très ancienne, même plus que la Terre et le Soleil.

La comète Ison contenait nettement plus de gaze que de poussière, ce qui est inhabituel pour un comète, qui contient les deux environ à part égale (je ne sais pas si c’est en en masse ou en volume), et ce gaze était principalement de la vapeur d’eau.

Une astronome comment qu’elle devait provenir d’une région du système Solaire riche en eau. Ors, Ison était aussi une comète primitive, qui n’avait jamais été irradié par la Soleil, elle provenait donc des confins du système Solaire, comme le nuage de Oort.

Ça pourrait confirmer l’origine interstellaire d’une bonne quantité d’eau.

En marge, il faudrait faire un sujet sur l’origine de l’eau.

Ci‑dessous, le documentaire qui mentionne la richesse en eau de cette comète.

Ison, la super‑comète — Discovery Science