Comment les événements cosmiques peuvent avoir influencé l'évolution des hominines

Certains événements cosmiques auraient pu profondément modifier la vie de nos anciens parents humains. Les Néandertaliens ont-ils disparu, au moins en partie, en raison de changements dans le champ magnétique de la Terre? A fait Australopithecus Assister à d'énormes impacts de météorite?

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Je suis assez vieux pour me rappeler quand l'idée qu'un impact astéroïde a anéanti les dinosaures était nouveau et excitant. Lorsque Luis Alvarez et ses collègues l'ont suggéré pour la première fois en 1980 – l'année avant ma naissance – c'était une grande affirmation dramatique. Ils n'avaient même pas de cratère d'impact, juste une couche de roche anormale. Il a fallu des décennies, et la prise de conscience dans les années 1990 que le cratère d'impact de Chicxulub au Mexique était le bon âge et la bonne taille, pour raffermir l'idée. Même maintenant, les paléontologues sont divisés sur la question de savoir si l'impact était la principale cause de l'extinction de masse, ou si les dinosaures étaient déjà en déclin avant le Big Rock Hit.

De toute évidence, rien de si bouleversant ne s'est produit pendant la période où les humains ont évolué. L'impacteur de Chicxulub était inhabituellement grand et exceptionnellement mortel.

Cependant, la vie sur Terre est soumise à une multitude d'autres menaces liées à l'espace. Une idée faisant le tour du champ magnétique de la Terre a fait quelque chose de bizarre il y a environ 42 000 ans. Cela aurait provoqué une crise écologique mondiale, notamment en contribuant peut-être à l'extinction des Néandertaliens – ouvrant la voie à la domination mondiale de notre espèce. L'idée a été proposée pour la première fois en 2021 Scienceet ma collègue Karina Shah a écrit une nouvelle à ce sujet.

De plus, de nombreux autres phénomènes cosmiques affectent notre planète. Les impacts de météorite plus petits que Chicxulub peuvent encore faire beaucoup de dégâts aux écosystèmes dans ou près de la zone d'impact. Il existe également des risques à partir des rayonnements des étoiles explosives ou des «supernovae». Ceux-ci équivalent à un barrage continu de menaces à vie sur notre planète, y compris les humains et nos parents éteints.

Donc: les phénomènes cosmiques ont-ils influencé le cours de l'évolution humaine?

Tongues

Considérons d'abord le champ magnétique de la Terre. Le champ est généré par le mouvement du métal fondu dans le noyau de la planète, qui alimente de vastes courants électriques et donc un champ magnétique. Il s'étend loin dans l'espace et nous protège des rayonnements solaires intenses et des rayons cosmiques.

Cependant, le champ magnétique n'est pas entièrement stable. Tous les quelques centaines de milliers d'années, il retourne la direction: le poteau magnétique nord se déplace vers le sud et vice versa. Au cours de ces inversions, le champ s'affaiblit et plus de rayonnement atteint la surface.

Moins dramatiquement mais plus fréquemment, le domaine subit une «excursion». Au cours d'une excursion, la force du champ s'affaiblit considérablement, peut-être pendant des milliers d'années, et sa direction peut changer – mais pas complètement inversée – avant de retourner dans son état d'origine.

Il y a 42 000 ans, le champ magnétique a subi une excursion particulièrement importante, surnommée l'événement Laschamps après le village de France où il a été détecté pour la première fois. Au cours de l'événement, le champ magnétique a été presque entièrement inversé. L'étude de 2021 a suggéré qu'elle s'est produite entre 41 560 et 41 050 ans et a duré quelques centaines d'années.

Dans cette étude, les chercheurs ont trouvé des preuves de changements dans les niveaux d'ozone atmosphérique au cours de la période où le champ magnétique s'affaiblissait. Cela, selon eux, aurait dû motiver «les changements climatiques mondiaux synchrones qui ont provoqué des changements environnementaux majeurs, des événements d'extinction et des transformations dans le dossier archéologique».

Cette année, nous avons reçu une mise à jour sur cette idée. En avril, un groupe séparé a publié une étude de suivi dans Science. Ils ont modélisé l'excursion sur le terrain plus en détail et ont constaté que l'Aurora Borealis aurait été visible plus au sud, y compris sur l'Europe et l'Afrique du Nord. Ils, selon eux, auraient exposé les hominins à un rayonnement ultraviolet plus nocif.

Les auteurs suggèrent que les humains modernes en Eurasie occidentale ont peut-être utilisé des pigments rouges appelés ocre à ce moment – peut-être comme un écran solaire. Ces mêmes personnes semblent également avoir eu de meilleures techniques pour fabriquer des vêtements, leur permettant de fabriquer plus de vêtements sur mesure. Ces deux facteurs, disent-ils, ont peut-être aidé les humains modernes à se protéger des radiations – tandis que les Néandertaliens n'ont pas réussi à le faire.

C'est certainement une coïncidence soignée que l'événement Laschamps s'est produit si tôt, à peine 1000 ans, avant la dernière apparence documentée des Néandertaliens. Cela semble suspect.

Mais nous devons également prendre du recul et regarder la pleine histoire de 7 millions d'années des humains et des hominins. Combien de fois le champ magnétique s'est-il renvoyé pendant cette période, et toutes ces excursions et inversions ont-ils causé des ravages?

La réponse est qu'elle a beaucoup tourné. Le renversement complet le plus récent a été le renversement de Brunhes-Matuyama de 795 000 à 773 000 ans. C'est avant les Néandertaliens, mais peut-être à l'époque de l'ancêtre commun qu'ils ont partagé avec nous. Il y a eu plusieurs autres inversions au cours des 7 millions d'années.

Les excursions, qui sont plus petites, sont plus courantes mais aussi plus difficiles à épingler. Une étude de 2008 a examiné les 2 millions d'années au cours des derniers millions et a trouvé 14 excursions bien approuvées (y compris les laschamps), plus six supplémentaires avec un soutien plus faible.

Le résultat de tout cela est que les Néandertaliens ont vécu au moins trois excursions avant l'événement Laschamps, et peut-être plus. Alors pourquoi l'événement Laschamps les abattrait-il après avoir survécu à tous les autres?

De même, si l'événement Laschamps était si dangereux qu'il a retiré les Néandertaliens, nous nous attendrions également à voir les extinctions entre autres espèces. En fait, les grands animaux ou la «mégafaune» se sont éteints en Australie dès 50 000 ans, mais ont survécu dans les Amériques jusqu'à beaucoup plus récemment, peut-être il y a 13 000 ans. Il n'y a pas une extinction évidente il y a environ 42 000 ans.

Tout cela me rend très méfiant de l'événement Laschamps Hypothèse d'extinction néandertalienne, car personne ne l'appelle. Je ne veux pas être trop définitif – peut-être que c'était un facteur contribuant – mais je ne pense pas que ce soit la principale cause.

Les autres affirmations d'événements cosmiques influençant l'évolution humaine ont des problèmes similaires.

Grand boom

Prendre des impacts de météorite. Si vous voulez perdre un après-midi dans un terrier de lapin sur Internet, comme je viens de le faire, allez voir Impact Earth: une base de données de cratères d'impact sur Terre, présenté comme une carte interactive. Là, vous pouvez en savoir plus sur le cratère d'impact sur l'hypervelocité de Zhamanshin au Kazakhstan, qui a 13 kilomètres de diamètre et 910 000 ans, ou le cratère de pantasma de 14 kilomètres au Nicaragua il y a 804 000 ans. Les deux éclipsent le célèbre cratère de Barringer en Arizona, qui n'a pas tout à fait 1,2 kilomètre de diamètre et peut-être 61 000 ans.

Impact Earth énumère 48 cratères et dépôts d'impact des 2,6 millions d'années. Si nous revenons à 7 millions d'années, l'heure approximative des premiers hominines, il y en a quelques autres. Par ordre chronologique:

• Shunak, Kazakhstan, il y a 7 à 17 millions d'années, 2,8 km de diamètre
• Bigach, Kazakhstan, peut-être il y a 6 millions d'années, 8 km de diamètre
• Karla, Russie, il y a 4 à 6 millions d'années, 12 km de diamètre
• Tsenkher, Mongolie, il y a 4,9 millions d'années, 7 km de diamètre
• Roter Kamm, Namibie, il y a 3,8 millions d'années, 2,5 km de diamètre
• El'Gygytgyn, Russie, il y a 3,65 millions d'années, environ 15 km de diamètre
• Aouelloul, Mauritanie, il y a 3,1 millions d'années, 0,39 km de diamètre

Gardez à l'esprit que ce ne sont que ceux que nous connaissons. Maintenant, rien de tout cela ne se compare au cratère Chicxulub, qui fait peut-être 200 kilomètres de diamètre. Les plus grands sont entre un dixième et un twentième de cela. Néanmoins, de tels impacts auraient encore des conséquences importantes.

Bien sûr, le timing et l'emplacement comptent. De gros impacts au Kazakhstan il y a 6 ou 7 millions d'années n'ont probablement pas dérangé les humains, car à l'époque, les hominines étaient confinées à l'Afrique. Mais je me demande ce que les hominines ont fait des impacts Romer Kamm et Aouelloul, qui ont tous deux frappé l'Afrique quand Australopithecus a vécu là. Je n'ai trouvé aucune étude décrivant les conséquences écologiques de l'un ou l'autre impact.

Un impact supplémentaire s'est produit il y a environ 790 000 ans. Il a laissé des roches fondues distinctives appelées Tektites dispersées sur l'Asie du Sud-Est et l'Australie. Une étude de 2019 l'a lié à un éventuel cratère enterré au Laos, soit environ 15 kilomètres de diamètre. Je soupçonne que cela pourrait être trop à l'est, et trop tôt de toute façon, pour avoir affecté les Néandertaliens. Cependant, cela devait être un événement important pour le Homo erectus vivre dans la région. Mais pas trop significatif, donné H. erectus a survécu en tant qu'espèce jusqu'à 117 000 et 108 000 ans.

Étoiles mourantes

Qu'en est-il des événements encore plus éloignés, comme des étoiles qui explosent? Lorsque des étoiles massives deviennent des supernova, elles émettent d'énormes impulsions de matière et de rayonnement qui se développent à travers la galaxie. Nous savons depuis des années à proximité que les supernovae peuvent laisser des traces sur le record du rocher, sous la forme d'isotopes inhabituels de fer.

En fait, clouer cela est assez délicat, mais il semble y en avoir eu quelques-uns au cours des 4 derniers millions d'années. Une lecture des données a suggéré respectivement deux à 2,3 et 1,5 million d'années. Une autre étude a également révélé deux, mais 1,5 à 3,2 millions et 6,5 à 8,7 millions d'années. Ces jours-ci, les chercheurs semblent se concentrer sur 2 à 3 millions d'années pour une période où la Terre a été frappée par la radiation de Supernova.

Naturellement, les chercheurs ont spéculé sur les effets possibles. Une suggestion, publiée en mai, est que des rayons cosmiques supplémentaires de la supernova ont conduit à une couverture nuageuse plus mondiale et donc à des températures plus fraîches, ce qui aurait pu affecter les australopithécines vivant en Afrique à l'époque. Eh bien, peut-être.

Le physicien Adrian Melott à l'Université du Kansas a passé les 20 dernières années sur ce qu'il appelle «l'astrobiophysique»: fondamentalement, enquêter sur les moyens que des événements dans l'espace tels que les supernovae auraient pu affecter la vie sur Terre. La plupart concernent des événements bien avant les premiers hominins, mais pas tous.

Melott a mis en évidence il y a 2,6 millions d'années, lorsque la période du Pliocène s'est terminée et que le Pléistocène a commencé. À cette époque, les grands animaux marins ont subi un événement d'extinction. Peut-être qu'une supernova était la cause profonde. Melott a suggéré que la supernova aurait dosé la planète avec des particules de muon, conduisant à des changements climatiques comme des incendies de forêt plus fréquents et des impacts directs tels que des taux de cancer plus élevés. Cependant, les paléontologues qui ont identifié l'extinction l'ont plutôt lié à une perte d'habitats côtiers productifs.

C'est une liste suffisante des menaces de l'espace. Mon point est qu'il y a simplement eu beaucoup de ces événements apparemment dangereux au cours de l'évolution humaine. Pourtant, il existe un manque presque total de preuves que l'un de ces événements a provoqué des extinctions, soit des hominins, soit d'autres espèces.

Par conséquent, j'ai tendance à penser que les impacts des astéroïdes, l'explosion des étoiles et des inversions du champ magnétique de la planète n'ont joué que de petits rôles dans l'histoire de l'évolution humaine. Certains de ces impacts de météorite ont sûrement eu des impacts locaux importants – comment ne pouvaient-ils pas? Mais ce n'est pas la même chose que l'entraiter d'une espèce d'hominine ou la conduite d'une nouvelle adaptation.

La prochaine fois que vous verrez un titre excitable sur un événement cosmique tuant les Néandertaliens ou autres, rappelez-vous – et prenez-le avec une grosse pincée de sel.