Des météorites ont pu changer la Terre en boule de neige

Difficile à croire en cette période de réchauffement planétaire, mais la Terre a parfois été entièrement recouverte de glace. Une phase appelée « Terre boule de neige » durant laquelle toute notre planète a subi un refroidissement général assez extrême. « Nous avons des preuves géologiques de ces périodes, raconte Minmin Fu, chercheur en science planétaire de l’Université de Yale, mais étonnamment, personne n’a d’explication claire pour dire ce qui a déclenché ce phénomène. »

Le scientifique s’est donc attelé à trouver pourquoi les tropiques si chaleureux ont été, autrefois, des déserts de glace. Ses résultats sont publiés dans une étude parue dans Science Advances le 9 février 2024 et ils impliquent… Des météorites !

Mais, avant de rentrer dans le détail, revenons à ces périodes glaciaires. Il y en a deux qui sont à peu près validées par les scientifiques, même s’il reste évidemment des incertitudes, car il faut remonter assez loin dans le passé. La première aurait eu lieu durant l’ère Paléoprotérozoïque, il y a plus de 2 000 millions d’années, et la seconde plus récemment, durant le Néoprotérozoïque, il y a 635 millions d’années. Des dates à prendre avec des pincettes, car tous les scientifiques ne sont pas d’accord sur la question. Il y aurait pu y avoir plusieurs petites périodes de glaciation, insuffisantes pour vraiment avoir une Terre boule de neige. Mais là où à peu près tout le monde s’accorde, c’est pour dire que le changement climatique a été assez brusque. Alors, pourquoi ?

Le froid venu du ciel

« Certaines études évoquent des processus progressifs : une réduction des gaz à effet de serre dans l’atmosphère, ou alors l’accumulation de multiples éruptions volcaniques, qui auraient tendance à refroidir la planète. Mais, à chaque fois, il y a des problèmes. » En effet, sans CO2, la Terre n’est plus chauffée suffisamment par le Soleil, car les rayons sont réfléchis et ne restent pas dans l’atmosphère, mais il faudrait une importante réduction pour créer l’effet « boule de neige ». Pour les éruptions, les nuages de soufre cacheraient la lumière solaire, ce qui demanderait aussi pas mal de volcans partout dans le monde.

D’un autre côté, l’impact Chicxulub, au Mexique il y a 66 millions d’années, connu pour avoir été le coup de grâce donné aux dinosaures, serait également associé avec une forte réduction de la température globale de la Terre. Alors, pourquoi un tel événement ne pourrait-il pas être à la source d’une Terre boule de neige ?

Pour s’en assurer, impossible de trouver des traces d’impacts géants datant de ces époques lointaines : soit elles ont disparu, soit elles sont à chercher au fonds des océans. En revanche, il est possible de modéliser les conditions de l’époque avec les informations que nous avons, et voir quel aurait été l’impact théorique d’un astéroïde comme celui qui a provoqué le cratère de Chixculub.

C’est ce qu’a fait Minmin Fu. Son but : simuler les changements climatiques selon les conditions atmosphériques de différentes époques : l’ère industrielle avant 1850, le dernier maximum glaciaire il y a 20 000 ans, le Crétacé et l’ère Néoprotérozoïque. Si un astéroïde géant, d’une dizaine de kilomètres de diamètre, avait percuté la Terre à ces époques, cela aurait-il provoqué l’apparition d’une Terre boule de neige ?

La réponse : cela dépend. Pour le dernier maximum glaciaire, ou pour le Néoprotérozoïque, oui, un tel choc est compatible avec l’apparition d’une glaciation totale de la planète. Mais, pour les autres périodes étudiées, pas forcément, ce qui est lié à la température d’avant l’impact.

L’océan protecteur

Pourtant, le processus est le même à chaque fois : l’astéroïde, en tombant, libère une grande quantité d’aérosols, notamment des sulfates, qui plongent la Terre dans une nuit permanente. Le Soleil ne chauffe plus la surface, et la température chute brusquement. « Le problème, précise Minmin Fu, c’est que ce n’est pas forcément suffisant pour créer une Terre boule de neige. Il faut arriver au point de gel de l’eau de mer, qui peut être assez chaude. Dans ces moments-là, l’océan agit comme un tampon qui protège la Terre d’une glaciation complète. »

Certes, des années après l’impact de Chixculub, la température globale a diminué de 27 degrés, et 15 % des océans ont été gelés… Mais le climat de l’époque était trop chaud pour que la Terre boule de neige n’apparaisse. Ce qui n’a pas empêché une extinction de masse due au froid. D’ailleurs, si un tel impact avait lieu aujourd’hui, le réchauffement provoqué par l’activité humaine serait une bonne protection contre une glaciation totale… Mais, les effets n’en seraient pas moins dévastateurs !

Nous avons donc des impacts fictifs qui pourraient ou non glacer complètement la Terre… Mais à quoi servent ces conclusions ? « Les phases de Terre boule de neige sont corrélées avec des changements atmosphériques et la complexité de la vie sur Terre, conclut Minmin Fu. Il est crucial de comprendre ces événements et ce qui les a déclenchés pour savoir comment la vie a évolué, et donc comment elle pourrait exister sur d’autres planètes. »