Imaginez flotter dans l'espace, en regardant un orbe blanc gelé. La balle est suspendue dans le vide, solitaire et brillant à la lumière de son étoile. Du pôle à l'équateur, la sphère est recouverte d'une épaisse croûte de glace. En orbite autour de la planète blanche se trouve une seule lune cratered.
Vous regardez sur Terre dans la période cryogénienne, il y a 700 millions d'années. C'est environ trois fois plus longtemps que les premiers dinosaures erraient, mais pas encore longtemps dans le schéma de 4,5 milliards d'années d'esprit de la Terre.
Pendant le cryogénian, notre planète a été plongée dans une série de gelées profondes lorsque d'énormes glaciers ont circulé à travers le monde.
Dans de nouvelles recherches publiées dans Géologienous montrons que ces rivières écrasantes de la glace, parfois des kilomètres profondes, pulvérisent la surface rocheuse de la planète comme d'énormes bulldozers. Lorsque la glace a finalement décongelé, les minéraux broyés se sont lavés dans les océans où ils peuvent avoir fourni les nutriments nécessaires à l'évolution de la vie complexe.
Dans le réfrigérateur
Selon l'hypothèse de la Terre de Snowball, la Terre a subi au moins deux glaciations mondiales extrêmes pendant le cryogénian. Des traces de ces événements peuvent être vues à travers le monde dans les roches sédimentaires formées dans des conditions glaciaires, suggérant fortement que la glace se propage des pôles pour atteindre la région équatoriale.
Personne ne sait exactement ce qui a déclenché ces événements en congé, bien que les scientifiques aient proposé une gamme de possibilités. Une clé peut avoir été une baisse significative des gaz à effet de serre atmosphériques, en particulier le dioxyde de carbone (CO₂).
Les niveaux de co₂ dans l'atmosphère peuvent être tombés en raison de l'altération accrue des roches situées sur un grand continent tropical qui existait à l'époque. Lorsque les continents sont positionnés dans les régions tropicales, les conditions chaudes et humides accélèrent l'altération chimique, tirant le co₂ de l'atmosphère, en le verrouillant dans des minéraux carbonatés.
L'activité tectonique pendant la rupture des continents qui s'est produite au cours de cette période peut également avoir joué un rôle. Il aurait pu créer des conditions telles que les mers peu profondes, entraînant une plus grande élimination du co₂ de l'air.
Alors que les feuilles de glace avançaient vers les tropiques, ils reflétaient plus de soleil dans l'espace, conduisant à un refroidissement supplémentaire. Ces processus ensemble ont provoqué une propagation rapide de la glace jusqu'à ce que la planète soit presque entièrement gelée.
Comment la terre de Snowball s'est-elle terminée?
L'activité volcanique peut avoir joué un rôle crucial dans la fin de ces âges glaciaires. Alors que les glaciers couvraient la planète, les interactions entre la croûte de la Terre, les océans et l'atmosphère ont ralenti considérablement. En conséquence, lorsque les éruptions volcaniques ont injecté du co₂ dans l'atmosphère, elle n'aurait pas été réabsorbée mais plutôt accumulée sur des millions d'années.
Ces niveaux élevés de CO₂ ont créé un effet de serre en fuite, réchauffant la planète et finissant par faire fondre la glace. Le dégel qui en résulte a provoqué une augmentation rapide du niveau de la mer et un afflux de nutriments dans les océans.
Des formations rocheuses distinctes ont été créées au cours de ce changement climatique brusque, car la chimie des océans a répondu aux nouvelles conditions. La montée en puissance des nutriments peut avoir contribué à une cascade de changements biologiques, préparant éventuellement le terrain pour la montée de la vie complexe.
De nombreux scientifiques ont considéré l'idée que le changement des conditions atmosphériques sur le dégel de la Terre de la boule de neige a entraîné des changements dans la chimie des océans. Dans nos nouvelles recherches, nous avons constaté que le matériel éraflé des continents pendant le dégel avait également joué un rôle.
Boule de neige à la boucle, bulldozer glaciaire au tuyau de puissance planétaire
Nous avons étudié des sections de rocher, de plus âgées au plus jeune, à travers la période de boule de neige pour fondre. Ce faisant, nous avons construit une image de ce que les glaciers et les systèmes fluviaux suivants faisaient à la croûte de notre planète.
Nous avons exploré les minéraux avec ces séquences de rock et trouvé des changements distinctifs cohérents pendant les périodes où les événements de boule de neige ont commencé et aussi lorsque le dégel s'est produit.
Les événements de la Terre de boule de neige ont été associés à une augmentation prononcée de la croûte plus âgée et plus profonde exposée et à la terre sous des kilomètres de glace.
Alors que les glaciers se retiraient pendant les périodes deget, des sorties massives d'eau de fonte transportaient des grains minéraux qui avaient été piégés et stabilisés sous la glace. Une fois exposé à l'eau liquide, les minéraux fragiles se sont dissous, libérant des produits chimiques.
Ce processus – comme les changements dans l'atmosphère – aurait changé la chimie des océans. La retraite glaciaire a contribué à façonner la distribution des éléments essentiels aux écosystèmes océaniques.
Leçons du passé
Les échelles de temps des processus naturels de la Terre sont importantes à garder à l'esprit. Plus de milliers, des millions et des milliards d'années, des processus tels que la tectonique des plaques, l'érosion et les cycles atmosphériques continueront de façonner l'avenir de la planète.
Sur les échelles de temps plus courtes, cependant, les activités humaines sont devenues la force dominante qui stimule le changement climatique.
Alors que la Terre elle-même durera, la survie des sociétés humaines complexes dépend de nos actions aujourd'hui. Nous sommes des passagers sur une «terre spatiale» extraordinaire, une planète qui recycle ses blocs de construction chimique à travers des cycles géochimiques dynamiques, en utilisant la matière à l'origine forgée dans des étoiles anciennes.
Ces processus régulent la surface de la Terre et soutiennent la vie, même si le sort de notre planète est lié à l'évolution du soleil et du cosmos. L'humanité, uniquement parmi les espèces de la Terre, a développé les outils et les systèmes pour atténuer les menaces existentielles telles que le changement climatique, la famine, la guerre et même les impacts des astéroïdes, mais l'utilisation efficace de ces capacités reste entre nos mains.
Le passé profond fournit un guide sur le fonctionnement des cycles chimiques de notre planète. Si nous serons suffisamment sages pour utiliser ces informations est encore à voir.
