Il y a environ deux millions d’années, la Terre était un endroit très différent, avec nos premiers ancêtres humains vivant aux côtés de tigres à dents de sabre, de mastodontes et d’énormes rongeurs. Et, selon l’endroit où ils se trouvaient, ils pouvaient avoir froid : la Terre était tombée dans un profond gel, avec de multiples périodes glaciaires allant et venant jusqu’à il y a environ 12 000 ans.
Les scientifiques émettent l’hypothèse que les périodes glaciaires se produisent pour un certain nombre de raisons, notamment l’inclinaison et la rotation de la planète, le changement de la tectonique des plaques, les éruptions volcaniques et les niveaux de dioxyde de carbone dans l’atmosphère. Mais et si de tels changements drastiques n’étaient pas seulement le résultat de l’environnement terrestre, mais également de la position du soleil dans la galaxie ?
Dans un nouvel article publié dans Astronomie naturelle, L’auteur principal et astrophysicien Merav Opher, professeur d’astronomie à l’Université de Boston et membre du Harvard Radcliffe Institute, a trouvé des preuves qu’il y a environ deux millions d’années, le système solaire a rencontré un nuage interstellaire si dense qu’il aurait pu interférer avec le vent solaire du soleil. Opher et ses co-auteurs pensent que cela montre que la position du soleil dans l’espace pourrait façonner l’histoire de la Terre plus qu’on ne le pensait auparavant.
L’ensemble de notre système solaire est enveloppé dans un bouclier plasmatique protecteur émanant du soleil, connu sous le nom d’héliosphère. Il est constitué d’un flux constant de particules chargées, appelé vent solaire, qui s’étendent bien au-delà de Pluton, enveloppant les planètes dans ce que la NASA appelle une « bulle géante ».
Il nous protège des radiations et des rayons galactiques qui pourraient altérer l’ADN, et les scientifiques pensent que c’est en partie la raison pour laquelle la vie a évolué sur Terre comme elle l’a fait. Selon le dernier article, le nuage froid a comprimé l’héliosphère de telle manière qu’il a brièvement placé la Terre et les autres planètes du système solaire hors de l’influence de l’héliosphère.
« Cet article est le premier à montrer quantitativement qu’il y a eu une rencontre entre le soleil et quelque chose en dehors du système solaire qui aurait affecté le climat de la Terre », explique Opher, expert en héliosphère.
Ses modèles ont littéralement façonné notre compréhension scientifique de l’héliosphère et de la façon dont la bulle est structurée par le vent solaire poussant contre le milieu interstellaire, qui est l’espace entre les étoiles et au-delà de l’héliosphère dans notre galaxie. Sa théorie est que l’héliosphère a la forme d’un croissant gonflé, une idée qui a ébranlé la communauté de la physique spatiale.
Aujourd’hui, elle apporte un nouvel éclairage sur la manière dont l’héliosphère et la position du soleil dans l’espace pourraient affecter la chimie atmosphérique de la Terre.
« Les étoiles bougent, et maintenant cet article montre non seulement qu’elles bougent, mais qu’elles subissent des changements drastiques », explique Opher. Elle a découvert et commencé à travailler sur cette étude au cours d’une bourse d’un an au Harvard Radcliffe Institute.
Pour étudier ce phénomène, Opher et ses collaborateurs ont essentiellement remonté le temps, en utilisant des modèles informatiques sophistiqués pour visualiser la position du soleil il y a deux millions d’années et, avec lui, l’héliosphère et le reste du système solaire. Ils ont également cartographié le chemin du système Local Ribbon of Cold Clouds, une chaîne de grands nuages denses et très froids constitués principalement d’atomes d’hydrogène.
Leurs simulations ont montré que l’un des nuages proches de l’extrémité de ce ruban, appelé le Lynx local du nuage froid, aurait pu entrer en collision avec l’héliosphère.
Si cela s’était produit, dit Opher, la Terre aurait été entièrement exposée au milieu interstellaire, où le gaz et la poussière se mélangent aux éléments atomiques restants des étoiles explosées, notamment le fer et le plutonium.
Normalement, l’héliosphère filtre la plupart de ces particules radioactives. Mais sans protection, ils peuvent facilement atteindre la Terre. Selon le document, cela concorde avec les preuves géologiques qui montrent une augmentation des isotopes 60Fe (fer 60) et 244Pu (plutonium 244) dans l’océan, sur la lune, dans la neige de l’Antarctique et dans les carottes de glace de la même période. Le timing correspond également aux enregistrements de température qui indiquent une période de refroidissement.
« Notre voisinage cosmique au-delà du système solaire affecte rarement la vie sur Terre », déclare Avi Loeb, directeur de l’Institut de théorie et de calcul de l’Université Harvard et co-auteur de l’article.
« Il est passionnant de découvrir que notre passage à travers des nuages denses il y a quelques millions d’années aurait pu exposer la Terre à un flux beaucoup plus important de rayons cosmiques et d’atomes d’hydrogène. Nos résultats ouvrent une nouvelle fenêtre sur la relation entre l’évolution de la vie sur Terre. et notre voisinage cosmique. »
La pression extérieure du Lynx local de Cold Cloud aurait pu continuellement bloquer l’héliosphère pendant quelques centaines d’années, voire un million d’années, selon Opher, selon la taille du nuage. « Mais dès que la Terre s’est éloignée du nuage froid, l’héliosphère a englouti toutes les planètes, y compris la Terre », explique-t-elle. Et c’est comme ça aujourd’hui.
Il est impossible de connaître l’effet exact que les nuages froids ont eu sur Terre, comme s’ils avaient pu déclencher une période glaciaire. Mais il existe quelques autres nuages froids dans le milieu interstellaire que le Soleil a probablement rencontrés au cours des milliards d’années qui ont suivi sa naissance, explique Opher. Et cela se produira probablement davantage dans environ un million d’années.
Opher et ses collaborateurs s’efforcent désormais de retracer l’endroit où se trouvait le Soleil il y a sept millions d’années, et même plus loin. Localiser l’emplacement du Soleil il y a des millions d’années, ainsi que le système de nuages froids, est possible grâce aux données collectées par la mission Gaia de l’Agence spatiale européenne, qui construit la plus grande carte 3D de la galaxie et donne un aperçu sans précédent de les étoiles de vitesse se déplacent.
« Ce nuage appartenait effectivement à notre passé, et si nous traversions quelque chose d’aussi massif, nous étions exposés au milieu interstellaire », explique Opher. L’effet du croisement avec autant d’hydrogène et de matières radioactives n’est pas clair, c’est pourquoi Opher et son équipe du centre scientifique DRIVE SHIELD (vent solaire avec échange d’ions hydrogène et dynamique à grande échelle) de la BU explorent maintenant l’effet que cela aurait pu avoir sur la Terre. le rayonnement, ainsi que l’atmosphère et le climat.
« Ce n’est que le début », déclare Opher. Elle espère que cet article ouvrira la porte à une exploration beaucoup plus approfondie de la manière dont le système solaire a été influencé par des forces extérieures dans un passé profond et de la manière dont ces forces ont à leur tour façonné la vie sur notre planète.
Plus d’information:
Une possible exposition directe de la Terre au milieu interstellaire dense et froid il y a 2 à 3 Myr, Astronomie naturelle (2024). DOI : 10.1038/s41550-024-02279-8
Cette histoire est republiée avec l’aimable autorisation de l’Université de Boston. Lire l’histoire originale ici.