mardi 7 février 2012

La Terre "boule de neige"

La Terre "boule de neige" est une théorie qui indiquerait que la Terre aurait été, en majorité ou en totalité, couverte de glaciers.

"Boule de neige" versus "glaciation"

La "boule de neige" ne doit pas être confondue avec une période glaciaire. Le dernier ère glaciaire a atteint son maximum il y a 18 000 ans et a recouvert une partie de l'Amérique du Nord et de l'Europe du Nord. Plusieurs périodes glaciaires sont survenues au cours des temps géologiques, mais les événements "boule de neige" semblent être beaucoup plus rares.

Source : Scotese
Étendue maximale des glaciers, il y 18 000 ans.
Les évidences d'un événement "boule de neige"

Un glacier n'est pas une masse de neige compactée sans aucune mouvement. Un glacier va s'écouler, assez lentement pour donner l'impression de son immobilité.

En se déplaçant, son poids va broyer la surface rocheuse et déplacer des blocs sur de très grandes surfaces. Le mélange de sable, gravier et roches de différentes grosseurs laissées par le retrait des glaciers porte le nom de moraine.

Au fils du temps, avec l'érosion et le mouvement des masses continentales, la moraine peut être recouverte de sédiments, emprisonnant les dépôts glaciaires.

Photo : Francis A. Macdonald, Harvard University
Source : National Geographic
La couche de sédiments marrons représentent une moraine.
Cependant, savoir que les sédiments sont d'origine glaciaire ne prouvent pas que la Terre fut recouverte de glace. Grâce à la datation des moraines et des études magnétiques des roches en question, les géologues peuvent localiser l'endroit où ces strates se sont formées à la surface de la Terre.

Comme les pôles sont des endroits qui ont toujours été plus froid que l'équateur, et ce peu importe le moment dans l'histoire géologique, l'important est de savoir si des moraines ont été déposées dans les tropiques.

L'étude de Francis A. Macdonald (Snowball Earth Confirmed : Ice Covered Equator) confirme la présence de moraines dans une zone tropicale.

Causes

Les causes d'un événement "boule de neige" sont encore incompris. Plusieurs théories existent, mais les scientifiques ne s'entendent pas sur les différentes causes. En réalité, une glaciation planétaire serait dû à un mélange de plusieurs causes, à différents degrés.

La forme des continents et leur disposition sur la surface du globe

Un refroidissement de la planète pourrait avoir lieu si la lumière du soleil est réfléchi plutôt qu'absorbé par la planète. Les continents vont réfléchir la lumière alors que les océans vont les absorber.

Si un supercontinent se retrouvait à la hauteur des tropiques, beaucoup plus de lumière serait réfléchie et la planète se refroidirait. En se refroidissant, la neige s'accumule et réfléchi encore plus de lumière, ce qui accélère le refroidissement. Ainsi, un cercle se crée et la planète pourrait subir une "boule de neige".
Source : National Science Foundation
Exemple d'événement "boule de neige" avec quelques zones libres de glace
La diminution de CO2 dans l'atmosphère

De plus, en étant situé dans les tropiques, le continent subirait plus de tempête, ce qui accélèrerait le processus d'érosion par le drainage (rivières). Par un processus chimique, l'érosion cause une diminution dans la quantité de CO2 dans l'atmosphère. Le CO2 étant un gaz à effet de serre très important, sa variation influence le climat planétaire.

Lorsque le supercontinent s'est brisé, le processus d'érosion s'est accéléré, induisant un élément de refroidissement supplémentaire.

Augmentation de l'oxygène

Un autre théorie implique la présence d'algues capable de photosynthèse. Lorsqu'elles sont présentes en grande quantité, le CO2 produit par les processus naturels (volcanisme, entre autre) est transformé plus rapidement en oxygène qu'il ne s'en crée. Un diminution de ce gaz à effet de serre permettrait un refroidissement important de la planète.

Le lien entre la présence de biodiversité capable de photosynthèse et un événement "boule de neige" est présentement très étudié.

Briser l'effet "boule de neige"

L'éruption constante de volcans rejette des cendres volcaniques et du gaz carbonique dans l'atmosphère.   Comme le froid vient de détruire une partie des algues et bactéries responsable de l'augmentation de l'oxygène, les volcans vont créer un grande quantité de gaz à effet de serre, permettant un réchauffement graduel.

De plus, la cendre volcanique déposée sur les glaciers leurs donnent une teinte grise ce qui permet à la surface des glaciers d'absorber la chaleur du soleil. Ceci permettrait la fonte des glaciers et la libération des océans, donc une meilleure absorption de la chaleur. Un nouveau cycle vient de commencer.

Évolution biologique

La dernière "boule de neige" s'est théoriquement produit bien avant l'apparition des premières plantes terrestres et des premières espèces vivantes plus avancées que des éponges de mer.

Le refroidissement de la planète a sans aucun doute ralenti l'évolution biologique. Cependant, ce ne sont pas toutes les espèces de bactérie et d'algue qui ont disparues. Malgré l'idée de la Terre comme un bloc de glace, quelques poches de vie ont tout de même survécu dans quelques lacs et parties d'océan libre de glace. Il n'y a qu'à penser aux bactéries trouvées près des dorsales océaniques (où la température de l'eau est restée très chaude) et dans les lacs sous les glaciers de l'Antarctique.

Pour en savoir plus...
Snowball Earth
Antarctica helps studying theories about Snowball Earth

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