mise à jour : 13 décembre 2021
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- Lieux de vie

Passé et Devenir de la Terre

Auteur: Martin TURBET
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Evolution du Soleil
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Evolution de la luminosité, du rayon et de la température du Soleil depuis sa formation (Age=0) jusqu'à sa sortie de la séquence principale (Age=10,5 Ga).
Crédit : I. Ribas

Le mécanisme moteur qui permet au Soleil d'alimenter la Terre en énergie lumineuse est la fusion nucléaire. A mesure que les atomes d'hydrogène fusionnent, des éléments plus lourds comme de l'Hélium se forment. Au cours du temps, la proportion d'Hélium dans le coeur du Soleil augmente. Le noyau du Soleil devient de plus en plus dense et de plus en plus chaud. Les réactions nucléaires s'y font alors plus intenses. Résultat : La luminosité du Soleil augmente avec le temps.

Le passé de la Terre

Il y a trois milliards d'années, le Soleil était 20% moins lumineux qu'aujourd'hui. Si vous éloignez aujourd'hui et soudainement la Terre de 11% (ou diminuez son flux de 20%), alors elle sera très rapidement complètement gelée. Pourtant, la présence continuelle de vie sur Terre depuis près de 3,5 milliards d'années suggère que notre planète a été capable de garder de l'eau liquide à sa surface pendant toute cette période.

Il existe plusieurs scénarios possible pour expliquer la présence continuelle d'eau et de vie sur Terre depuis 4 milliards d'années. Voici un exemple : Il y a 4,5 milliards d'années, la surface de la Terre est réchauffée par la présence d'une grande quantité de CO2 dans l'atmosphère. Il y a 4 milliards d'années, la vie apparaît sous forme de bactéries, notamment "méthanogènes": ces formes de vie consomment le CO2 et libèrent du méthane qui contribue à l'effet de serre de l'atmosphère. Parallèlement, un autre type de bactéries produit de l'oxygène grâce à la photosynthèse. Dans un premier temps cet oxygène est consommé par oxydation des roches, puis il commence à s'accumuler dans l'atmosphère il y a 2,3 milliards d'années. Cette augmentation de la quantité d'oxygène dans l'atmosphère, toxique pour les bactéries méthanogènes, conduit au déclin du méthane. Conséquence : la Terre se refroidit et entre dans une ère glaciaire (Glaciation Huronienne) d'où elle sort rapidement par augmentation du CO2 et de son effet de serre. De -3,8 milliards d'années à nos jours, la Terre, malgré plusieurs autres ères glaciaires (Glaciations Néoprotérozoiques), sera restée capable de maintenir à sa surface de l'eau liquide et de la vie.

Le devenir de la Terre

Dans 6 milliards d'années, le Soleil sortira de la Séquence Principale pour se transformer en Géante Rouge. La Terre sera alors engloutie par le Soleil, dont le rayon aura été multiplié par ~ 200.

Dans 1 milliard d'années, la Terre recevra approximativement 10% de plus que le flux solaire actuel. Cela est suffisant pour que le mécanisme d'emballement de l'effet de serre agisse ... L'ensemble de l'eau présente dans les océans s'évaporera pour former une atmosphère dont la température dépassera 1500°C et la pression de surface vaudra quelques centaines de bars. La Terre, sans eau liquide à sa surface, ne sera alors plus habitable !

Dans 900 millions d'années, la température de la Terre aura suffisamment augmenté pour que le CO2 présent dans notre atmosphère soit dissout dans nos océans. Dans 900 millions d'années, la quantité de CO2 passera en dessous du seuil de 10ppm (pour rappel, la concentration actuelle en CO2 est ~ 400ppm, soit 0,04%) en deçà duquel la photosynthèse de toutes les plantes terrestres s'arrêtera. Sans photosynthèse, la vie telle que nous la connaissons ne pourra plus subsister.

Dans 100 ans, le réchauffement climatique provoquera une augmentation de la température terrestre moyenne de 1,5°C à 4°C. En cause, l'activité humaine est à l'origine des émissions en gaz carbonique, puissant gaz à effet de serre. Il est toutefois important de préciser que le réchauffement climatique ne peut pas conduire au phénomène de "Runaway Greenhouse".

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