L’événement cosmique qui a réécrit l’histoire climatique de la Terre

De nouvelles recherches astrophysiques mettent en lumière un événement cosmique important survenu il y a deux millions d’années lorsque le système solaire a traversé un nuage interstellaire dense. Cela pourrait avoir modifié le climat de la Terre en l’exposant à un rayonnement cosmique accru, soutenu par une augmentation des isotopes trouvés dans les archives géologiques.

La Terre était un endroit très différent il y a environ deux millions d’années, avec nos premiers ancêtres humains vivant aux côtés de tigres à dents de sabre, de mastodontes et d’énormes rongeurs. Selon l’endroit où ils se trouvaient, ils pouvaient avoir froid : le sol était tombé Au congélateur, avec plusieurs 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 déplacement des plaques tectoniques, les éruptions volcaniques et les niveaux de dioxyde de carbone dans l’atmosphère.

Mais que se passerait-il si des changements aussi drastiques étaient le résultat non seulement de l’environnement terrestre, mais également de la position du Soleil dans la galaxie ?

L’effet du voyage du Soleil dans la galaxie

Dans un nouvel article publié aujourd’hui (10 juin) dans l’astronomie naturelle, L’auteur principal et astrophysicien Merav Ofer – professeur d’astronomie à l’Université de Boston et membre du Harvard Radcliffe Institute – a trouvé des preuves qu’il y a environ 2 millions d’années, le système solaire a rencontré un nuage interstellaire si dense qu’il aurait pu interférer avec l’énergie solaire du soleil. vent. Over et ses collègues pensent que cela indique que la position du Soleil dans l’espace pourrait façonner l’histoire de la Terre plus qu’on ne le pensait auparavant.

Le rôle de l’héliosphère dans la protection de la Terre

L’ensemble de notre système solaire est recouvert d’une couche protectrice plasma Le bouclier qui émane du Soleil, connu sous le nom d’héliosphère. Ils sont constitués d’un flux continu de particules chargées, appelé vent solaire, qui s’étend bien au-delà de PlutonQue couvrent les planètes ? La NASA appelle « Bulle géante. » Il nous protège des radiations et des rayons galactiques qui peuvent changer ADNLes scientifiques pensent que cela explique en partie pourquoi la vie sur Terre a évolué ainsi.

Selon les dernières recherches, le nuage froid a compressé l’héliosphère de manière à placer brièvement la Terre et les autres planètes du système solaire hors de l’influence de l’héliosphère.

Effets de la rencontre galactique sur Terre

« Cet article est le premier à montrer quantitativement qu’il y a eu une collision entre le Soleil et quelque chose en dehors du système solaire qui affecterait le climat de la Terre », explique Over, un expert en héliosphère.

Ses modèles ont façonné notre compréhension scientifique de l’héliosphère et de la façon dont la bulle est formée par le vent solaire qui exerce une pression sur le milieu interstellaire, l’espace entre les étoiles et au-delà de l’héliosphère dans notre galaxie. Sa théorie est que l’héliosphère ressemble à un croissant gonflé, une idée qui a choqué la communauté de la physique spatiale. Cela apporte désormais un nouvel éclairage sur la façon dont l’héliosphère, où le Soleil se déplace dans l’espace, affecte la chimie de l’atmosphère terrestre.

« Les étoiles bougent, et maintenant cet article montre non seulement qu’elles bougent, mais qu’elles subissent des changements spectaculaires », explique Over. J’ai découvert cette étude pour la première fois et j’ai commencé à y travailler lors d’une bourse d’un an au Harvard Radcliffe Institute.

Aperçus de la simulation sur les interactions cosmiques

Pour étudier ce phénomène, Ofer et ses collaborateurs ont remonté le temps, en utilisant des modèles informatiques sophistiqués pour visualiser où se trouvait le Soleil, avec lui, l’héliosphère et le reste du système solaire il y a deux millions d’années.

Ils ont également cartographié le chemin du système de bandes locales de nuages ​​froids, une série de grands nuages ​​denses et très froids constitués principalement d’atomes d’hydrogène. Leurs simulations ont montré que l’un des nuages ​​​​près de l’extrémité de cette bande, appelé le Lynx local du nuage froid, pourrait entrer en collision avec l’héliosphère.

Preuve géologique et cosmologique

Si cela s’était produit, dit Over, la Terre aurait été complètement exposée au milieu interstellaire, où les gaz et les poussières se mélangent aux éléments atomiques laissés par l’explosion d’étoiles, notamment le fer et le plutonium. Normalement, l’héliosphère filtre la plupart de ces particules radioactives. Mais sans protection, ils peuvent facilement atteindre le sol.

Selon le document, cela concorde avec les preuves géologiques montrant une augmentation des isotopes de 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.

Influences galactiques à long terme

« Notre voisinage cosmique en dehors 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 bien 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 celle des atomes d’hydrogène. notre quartier cosmique.

La pression exercée par le lynx local dans le nuage froid aurait pu bloquer continuellement l’héliosphère pendant quelques centaines d’années à un million d’années, selon la taille du nuage, explique Over. « 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. C’est le cas aujourd’hui.

Recherches futures et leurs implications

Il est impossible de connaître l’effet exact des nuages ​​froids sur Terre, car ils pourraient 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 écoulées depuis sa naissance, explique Over. Il est probable qu’elle faiblira davantage dans environ un million d’années.

Ofer 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. La position du Soleil il y a des millions d’années, ainsi que celle du système de nuages ​​froids, ont été rendues possibles 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 l’atmosphère. galaxie. La vitesse de déplacement des étoiles.

Explorez le chemin passé du soleil

« Ce nuage existait déjà dans notre passé, et si nous traversions quelque chose d’aussi massif, nous serions exposés au milieu interstellaire », explique Over. L’effet du croisement de chemins contenant beaucoup d’hydrogène et de matières radioactives n’est pas clair, c’est pourquoi Ofer et son équipe de l’Université de Boston NASA-Financé SHIELD (Éolienne solaire avec échange d’ions hydrogène et dynamique à grande échelle) DRIVE Science Center Ils étudient actuellement l’impact que cela pourrait avoir sur le rayonnement terrestre, ainsi que sur l’atmosphère et le climat.

« Ce n’est que le début », déclare Ofer. Elle espère que cet article ouvrira la porte à une exploration plus approfondie de la façon dont le système solaire a été affecté par des forces extérieures dans un passé profond et comment ces forces ont à leur tour façonné la vie sur notre planète.

Référence : « Possibilité d’exposition directe de la Terre au milieu interstellaire dense et froid il y a 2 à 3 millions d’années » 10 juin 2024, Astronomie naturelle.
est ce que je: 10.1038/s41550-024-02279-8

Cette recherche a été soutenue par la NASA.