La vie sur Terre existe depuis longtemps, au moins 3,8 milliards d’années. Pendant ce temps, il a beaucoup évolué. Pourquoi la biodiversité a-t-elle tant changé ici ? Une nouvelle étude propose une idée surprenante. Certains changements majeurs de diversité sont liés aux supernovae – les explosions d’étoiles massives. Si c’est vrai, cela montre que les processus cosmiques et les événements astrophysiques peuvent influencer l’évolution de la vie sur notre planète.
L’idée de catastrophes cosmiques ayant un effet sur la vie n’est pas nouvelle. Habituellement, les gens pensent à de tels événements qui nous arrivent à l’époque moderne. Mais il y a une longue histoire où la Terre a été affectée par des événements cosmiques passés. Il est probable, par exemple, que les ondes de choc des explosions de supernova mettent en mouvement le processus de naissance de notre Soleil. Nous subissons des éruptions et des explosions solaires et comment elles interfèrent avec notre technologie. Nous savons également que les impacts ont également façonné la planète tout au long de son histoire. Alors, pourquoi les supernovae ne pourraient-elles pas également jouer un rôle dans l’évolution de la vie ? Il y a beaucoup d’idées à ce sujet, impliquant à la fois des recherches astronomiques et biologiques.
Relier les supernovae aux changements de vie
Une équipe de scientifiques de DTU Space (le plus grand institut de recherche spatiale du Danemark) pense qu’il existe une forte corrélation entre les changements dans la diversité de la vie marine au cours du dernier demi-milliard d’années et la survenue d’explosions de supernova à proximité. Selon Henrik Svensmark, auteur d’un article décrivant les recherches de l’équipe, il est possible qu’un des effets d’une supernova soit un changement du climat de la Terre. “Un nombre élevé de supernovae conduit à un climat froid avec une grande différence de température entre l’équateur et les régions polaires”, a-t-il déclaré. “Cela se traduit par des vents plus forts, un mélange des océans et le transport de nutriments essentiels à la vie vers les eaux de surface le long des plateaux continentaux.”
Le document de l’équipe souligne quelques détails intéressants. Il déclare: «Conformément à la théorie des rayons cosmiques, la Terre a connu des périodes glaciaires froides lorsque la fréquence locale des supernovas était élevée, c’est-à-dire des rayons cosmiques élevés et des climats chauds lorsque le flux était faible. Ces résultats suggèrent que les changements dans la fréquence des supernovae et, par conséquent, les changements dans les rayons cosmiques ont considérablement influencé le climat du Phanérozoïque.
Cette influence proposée des explosions de supernova s’étend aux conditions de vie. Par exemple, l’article suggère une corrélation entre les taux de supernova passés et l’enfouissement de matière organique dans les sédiments océaniques au cours des 500 derniers millions d’années. La séquence est la suivante : les taux de supernovae influencent le climat. Le climat influence la circulation atmosphère-océan. Cette circulation apporte des nutriments aux organismes marins. Les concentrations de nutriments contrôlent la bioproductivité (comment les organismes se développent). Puis, à mesure qu’ils meurent, leurs restes se déposent dans les sédiments marins, qui se fossilisent et préservent les traces de l’activité biologique passée.
Tout cela semble corrélé aux changements dans les taux de supernova. Si ce lien s’avère solide, alors les supernovae pourraient bien influencer le climat et l’énergie disponible pour les systèmes biologiques. Et tout cela a une influence sur la vie marine.
Rechercher dans les archives fossiles des preuves de supernova
Alors, quelles preuves l’équipe de Svensmark offre-t-elle ? Ils ont étudié les archives fossiles d’anciennes zones marines peu profondes. Ceux-ci se trouvaient le long des bords des océans et d’autres plans d’eau pendant la période phanérozoïque de l’histoire géologique de la Terre. C’est la période de temps dans laquelle nous sommes maintenant. Cela a commencé il y a environ 542 millions d’années. Ces plateaux marins peu profonds sont pertinents car la plupart de la vie marine prospère dans ces zones. En étudiant les taux de changement des espèces vivantes, ils ont trouvé des preuves évidentes d’explosions de la biodiversité.
L’équipe a ensuite examiné les archives fossiles astrophysiques des supernovae. Ils ont étudié les fréquences de supernova enregistrées dans trois ensembles de données d’amas stellaires ouverts dans le voisinage solaire. Ces catalogues contiennent des données sur les amas à moins de 850 parsecs du Soleil, avec des âges de 520 millions d’années et moins. L’équipe a ensuite corrélé les données des deux ensembles entre elles pour lier des taux supérieurs à la normale d’explosions de supernova passées avec des changements de la biodiversité influencés par le climat dans les environnements marins peu profonds.
Comment les supernovae peuvent-elles faire cela ?
Comment fonctionne ce lien proposé entre le changement climatique et les supernovae ? Examinons la chaîne d’événements qui mène de la mort des étoiles aux changements de la biodiversité sur Terre. Vous commencez avec une étoile d’au moins 8 fois la masse du Soleil. Lorsque cette étoile progénitrice massive atteint la fin de sa vie, elle s’effondre sur elle-même. Le matériau qui tombe rebondit sur le noyau stellaire et se précipite dans l’espace. Ce nuage de débris disperse tous les éléments fabriqués par l’étoile avant et pendant l’explosion de la supernova. L’événement émet également d’énormes quantités de rayons cosmiques. Ces particules énergétiques arrivent finalement dans notre système solaire. Certains s’écrasent dans l’atmosphère terrestre et envoient des pluies d’ions s’écraser dans l’atmosphère. Là, ils aident à créer les aérosols qui forment les nuages.
Les nuages aident à réguler l’énergie solaire en contrôlant la quantité de lumière solaire atteignant la surface de la Terre. La chaleur du soleil fait partie de la triade eau-chaleur-nutriments qui permet à la vie de se former et de prospérer sur la planète. Ainsi, dans un sens très réel, l’influence des supernovae fait partie du cycle des changements climatiques substantiels, grâce à l’intensité des rayons cosmiques. Selon Svensmark, ces changements peuvent atteindre plusieurs centaines de pour cent sur des millions d’années. “La nouvelle preuve indique un lien entre la vie sur Terre et les supernovae, médiée par l’effet des rayons cosmiques sur les nuages et le climat”, a-t-il déclaré.
Si cette idée que l’équipe de Svensmark propose tient, alors c’est encore un autre lien entre les activités astrophysiques lointaines et l’évolution de la vie sur notre planète.
Pour plus d’informations
Les supernovae et la vie sur Terre semblent étroitement liées
Une influence persistante des supernovae sur la biodiversité au cours du Phanérozoïque
