La Terre a connu plusieurs phases de "boule de neige" au cours de sa longue histoire.
(Image: © NSF)
Les scientifiques ont identifié le plus ancien cratère d'impact connu sur Terre - et la structure ancienne pourrait nous dire comment notre planète est sortie d'une phase gelée depuis longtemps.
Le cratère de Yarrabubba, une caractéristique géologique de 70 kilomètres de large en Australie occidentale, est âgé de 2,229 milliards d'années, plus ou moins 5 millions d'années, selon une nouvelle étude. C'est environ la moitié du l'âge de la Terre lui-même et 200 millions d'années de plus que le précédent détenteur du record, le Dôme Vredefort de 190 miles de large (300 km) en Afrique du Sud.
Curieusement, l'impact de Yarrabubba semble s'être produit juste au moment où notre planète a commencé à sortir d'un "Snowball Earth"période, où une grande partie de la planète était recouverte de glace. Et ce n'est peut-être pas une coïncidence, selon les membres de l'équipe d'étude.
"L'âge de l'impact de Yarrabubba correspond à la disparition d'une série de glaciations anciennes», a déclaré le co-auteur Nicholas Timms, professeur agrégé à la School of Earth and Planetary Sciences de la Curtin University en Australie occidentale, dans un communiqué.
"Après l'impact, les dépôts glaciaires sont absents du record de roche depuis 400 millions d'années", a ajouté Timms. "Cette tournure du destin suggère que le grand impact de météorite peut avoir influencé climat global."
Les anciens cratères tels que Yarrabubba sont difficiles à trouver sur notre Terre active. Beaucoup sont enterrés lorsque les plaques crustales plongent les unes sous les autres, et la plupart des autres sont emportées par le vent et l'eau au cours des éons.
En effet, "Yarrabubba ne ressemble même plus à un cratère", a déclaré à Space.com l'auteur principal de l'étude, Timmons Erickson, du Johnson Space Center de la NASA à Houston et de la School of Earth and Planetary Sciences de l'Université Curtin.
Mais une autre équipe de scientifiques - dirigée par Francis Macdonald, maintenant professeur de géologie à l'Université de Californie à Santa Barbara - a reconnu Yarrabubba comme telle en 2003, grâce à des mesures d'anomalies magnétiques dans la région et à la présence de roches choquées par un impact .
Il était clair que la grève de Yarrabubba s'était produite il y a longtemps, mais son âge exact était resté insaisissable jusqu'à présent. Dans la nouvelle étude, qui a été publiée en ligne aujourd'hui (21 janvier) dans la revue Communications Nature, Erickson et ses collègues ont analysé de minuscules morceaux de roche choquée de Yarrabubba.
Plus précisément, les chercheurs ont étudié des grains de monazite et de zircon recristallisés par l'impact, mesurant les quantités d'uranium, de thorium et de plomb contenues dans chacun. La monazite et le zircon absorbent facilement l'uranium mais pas le plomb lorsqu'ils se cristallisent, et l'uranium et le thorium se désintègrent radioactivement en plomb à des taux connus. Ces mesures ont donc indiqué à l'équipe depuis combien de temps cette recristallisation s'est produite.
L'âge de Yarrabubba est intrigant, car il se passait beaucoup de choses il y a 2,229 milliards d'années. Par exemple, les cyanobactéries photosynthétisantes venaient de commencer à pomper de grandes quantités d'oxygène dans l'atmosphère terrestre, déclenchant un processus dramatique connu sous le nom de Grand événement d'oxydation.
La planète est également sortie d'un gel profond - l'une des multiples phases de boule de neige que la Terre a connues au cours de son histoire de 4,5 milliards d'années - au moment de l'impact de Yarrabubba. Pour voir si ces deux événements auraient pu être liés, Erickson et ses collègues ont effectué des simulations informatiques de la frappe de Yarrabubba.
Ce n'est pas une pensée folle; après tout, le catastrophique, impact tuant les dinosaures il y a 66 millions d'années On pense qu'il a provoqué une grande partie de sa destruction par un changement climatique rapide et dramatique.
Les modèles des chercheurs ont projeté un objet de 4,3 milles de large (7 km) dans un paysage glacial de l'Australie-Occidentale, couvert par une calotte glaciaire qui variait de 1,2 à 3,1 milles (2 à 5 km) d'épaisseur dans divers parcours. Ils ont découvert qu'une telle frappe vaporiserait instantanément entre 23 milles cubes et 58 milles cubes (95 à 240 kilomètres cubes) de glace et provoquerait jusqu'à 1300 milles cubes (5400 kilomètres cubes) de fonte totale.
Cela suggère qu'entre 200 trillions de livres. et 440 billions de livres. (90 trillions à 200 trillions de kilogrammes) de vapeur d'eau, un puissant gaz à effet de serre, ont été projetés dans la haute atmosphère de la Terre immédiatement après l'impact de Yarrabubba.
Erickson et ses collègues ont souligné que la structure et la composition de l'atmosphère de la Terre antique ne sont pas suffisamment connues pour modéliser en toute confiance comment cette injection de vapeur d'eau aurait affecté le climat.
"Néanmoins, considérant que l'atmosphère terrestre au moment de l'impact ne contenait qu'une fraction du niveau actuel d'oxygène, il est possible que les effets de forçage climatique de la vapeur de H2O libérée instantanément dans l'atmosphère par un impact de la taille de Yarrabubba aient pu être globalement importants ", ont-ils écrit dans le nouveau étude.
La découverte et la datation de cratères antiques supplémentaires pourraient aider à répondre à ces questions. Et il devrait y avoir plus de telles fonctionnalités à trouver, a déclaré Erickson. Après tout, la Terre a été frappée par bien plus d'impacteurs dans sa jeunesse qu'elle ne le fait maintenant. (Soit dit en passant, la nouvelle étude ne présente pas la preuve de l'impact connu le plus ancien. Les chercheurs ont trouvé des éjectas - des morceaux de roche dynamités par astéroïde ou des grèves de comètes - qui remontent à 3,4 milliards d'années. Mais leurs cratères associés n'ont pas été identifiés.)
Et les géologues pourraient théoriquement avoir des fenêtres sur un passé encore plus profond que celui offert par Yarrabubba, a déclaré Erickson. Les chercheurs ne peuvent probablement pas démêler l'histoire compliquée des plus anciennes roches connues sur Terre, qui ont 4 milliards d'années, a-t-il dit, mais ils pourraient avoir de la chance avec les noyaux anciens appelés cratons.
"Ils remontent à 2,5 à 3,5 milliards d'années", a expliqué Erickson. "Je pense que, théoriquement, il est possible de trouver des cratères d'impact dans cette tranche d'âge."
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