L'Hebdo; 2000-06-08

On the Rocks Pendant 200 millions d'années, la Terre fut presque entièrement recouverte de glace. Il en est né une explosion de vie!

La dernière glaciation, qui culmina il y a 20 000 ans et dont il nous reste quelques glaciers anorexiques, fut une brève plaisanterie par rapport à l'énorme coup de froid que la Terre a connu il y a plusieurs centaines de millions d'années. Ou plutôt les coups de froid puisque, à quatre reprises, notre planète a passé brusquement de l'état de glaçon à celui de sauna.

Nous avons généralement une idée vague et linéaire de l'histoire de la Terre: une boule chaude qui se refroidit progressivement. Or, la réalité est infiniment plus complexe. L'hypothèse d'une extension des glaciers jusque sous les tropiques a été avancée une première fois en 1964 par un géologue de Cambridge, Brian Harland, preuves géologiques à l'appui. Sa thèse suscita un certain scepticisme car, objectait-on, comment la vie aurait-elle survécu à une glaciation complète de la planète pendant des millions d'années? D'autre part, si réellement la Terre avait été congelée, pourquoi ne serait-elle pas demeurée dans cet état?

A fin 1999, deux chercheurs de Harvard, Paul Hoffman et Daniel Schrag, justifiaient dans le «Scientific American» l'hypothèse baptisée «Snowball Earth» - «La Terre boule de neige» - qu'ils avaient reprise à leur compte quelques mois plus tôt dans «Science». Ils y expliquaient notamment ce qui, jusqu'ici, avait paru inexplicable: comment la vie avait pu perdurer malgré des températures de -50°C et une couche de glace d'un kilomètre, cela pendant plusieurs millions d'années!

Cette période de l'histoire mouvementée de la Terre, l'ère néoprotérozoïque, a duré de -750 millions à -580 millions d'années. Elle a été suivie par une ère beaucoup mieux connue, «l'explosion du cambrien» c'est d'une explosion de vie et d'espèces qu'il s'agit. Les deux chercheurs américains ont trouvé les premières clés de leur démonstration dans les falaises de la Skeleton Coast, bien connues des touristes qui visitent la Namibie. Là, ils ont analysé les dépôts rocheux formés par les débris laissés par les glaciers, qui furent rapidement recouverts par des roches attestant d'un fort réchauffement du climat.

L'un des principaux défauts de l'hypothèse formulée par Brian Harland en 1964 fut mis en évidence par les climatologues: une Terre entièrement recouverte de glace réfléchirait la plus grande part de la chaleur du soleil. Autrement dit, la température ne pourrait que baisser encore, dans une mortelle spirale éliminant toute forme de vie, et conduisant la Terre à un état de glaciation définitif. C'est la découverte de communautés d'organismes vivant dans des conditions «impossibles» de température et de pression qui a remis en cause l'objection des climatologues. Il y a par exemple les microbes vivant autour des «fumeurs» volcaniques du fond des océans, dont l'activité ne s'est jamais arrêtée malgré la glaciation de surface; il y a ensuite les organismes psychrophiles, qui vivent et se développent dans des conditions de froid extrême, comme dans les montagnes de l'Antarctique; on cite enfin les cyanobactéries et certaines algues qui s'établissent dans la neige, dans certaines roches poreuses et dans des particules de poussières encapsulées dans la glace.

Une théorie plus récente, parue dans la revue «Nature» la semaine dernière, suppose qu'une ceinture maritime non gelée a subsisté dans les régions tropicales, en raison notamment de la faible évaporation de l'eau par froid intense: moins il y a de vapeur d'eau dans l'atmosphère, moins il neige. Par conséquent, la glaciation ralentit.

Quoi qu'il en soit, il est apparu que malgré quatre interminables hivers successifs (200 millions d'années au total), la vie a résisté, fût-ce à un niveau élémentaire. Restait à expliquer comment ces conditions, qui normalement auraient dû maintenir la planète congelée, ont pu évoluer.

La réponse est dans l'effet de serre. La seule activité «visible» de la planète congelée était le mouvement des plaques tectoniques et, par conséquent, le volcanisme. Comme le gaz carbonique rejeté par les volcans ne pouvait plus être transformé par l'eau, l'atmosphère s'est rapidement chargée en CO2, pour atteindre des concentrations extrêmement élevées. Celles-ci ont provoqué un réchauffement progressif de l'atmosphère. Dès que les premières couches de glace disparurent, la surface des océans devint moins réfléchissante, la Terre put donc absorber progressivement davantage de chaleur. Dans le même temps, la quantité de vapeur d'eau contenue dans l'atmosphère augmenta aussi, accroissant l'effet de serre. C'est ainsi que très rapidement - en termes géologiques... - la température tropicale a pu passer de -50°C à +50°C, des conditions extrêmes que l'on croyait l'apanage de Vénus ou de Mars.

Que l'on retienne l'hypothèse d'une planète entièrement gelée, ou celle d'une ceinture sans glace autour de l'équateur, le fait est que la vie a subsisté et, surtout, qu'elle a explosé dès la fonte des glaces. Mais pourquoi a-t-elle explosé, quand elle aurait pu continuer ainsi sous une forme primitive? La réponse, selon Hoffman et Schrag, c'est le stress! «Face à un stress de l'environnement qui fluctue fortement, beaucoup d'organismes réagissent par des changements génétiques complets. Un stress sévère favorise un degré de mutation génétique intense en un court laps de temps. En effet, ce sont les organismes qui peuvent modifier le plus rapidement leurs gènes qui ont les plus grandes chances d'acquérir des caractères propres à leur permettre de s'adapter et de proliférer.»

Alors que pendant deux milliards d'années, le vivant avait évolué avec une extrême lenteur, dès la fin de la glaciation néoprotérozoïque, il explose, dans le sens de la complexité et de la diversité, à partir d'un même ancêtre. Cette glaciation massive, à première vue catastrophique, fut donc peut-être la grande chance de la vie: en obligeant les organismes élémentaires à s'adapter rapidement à un environnement totalement différent, elle a stimulé la diversification génétique et la spécialisation des animaux. La machine était en marche et, malgré les quatre grandes extinctions qui ont suivi, elle ne s'est pas arrêtée. Au contraire: lorsque 90% des créatures disparaissent brusquement, cela crée d'innombrables «niches» pour de nouvelles espèces mieux adaptées.

Si l'énigme du néoprotérozoïque est résolue, plusieurs questions restent sans réponse. En particulier, celle de savoir pourquoi cette glaciation a commencé, à un moment précis de l'histoire de la Terre, et pourquoi elle ne s'est pas reproduite. On sait que le Soleil était alors moins chaud d'environ 6% par rapport à notre époque, mais il était encore plus froid avant.

On peut se demander aussi si ce qui s'est passé une fois il y a 750 millions d'années peut se reproduire. Cette question-là aussi reste sans réponse. Ce que l'on sait, c'est que la prochaine glaciation culminera dans 80 000 ans - à moins que l'effet de serre anthropique, qui a échappé à notre contrôle, ne modifie la donne. C'est aussi que quoi qu'il arrive, même quand nous n'y serons plus, les microbes extrémophiles, eux, seront toujours là, prêts à déclencher une nouvelle explosion du vivant...

Philippe Barraud

Pendant 200 millions d'années, la Terre a passé par des périodes de glaciation intenses (-50°C aux tropiques!) et des périodes de chaleur extrême. De l'espace, on aurait vu une boule parfaitement blanche.

périscope

«Aucun effet cardiovasculaire contraire du sildenafil par voie orale n'a été détecté chez les hommes souffrant d'une maladie coronaire grave.» Cette conclusion sobre et lapidaire est d'une très grande importance: elle blanchit le Viagra, soupçonné de causer des accidents cardiovasculaires. L'étude menée par l'Université de Pennsylvanie, à Philadelphie, portait sur 14 patients souffrant d'un rétrécissement grave des coronaires. L'administration de sildenafil par voie orale n'a produit aucun effet particulier sur leur circulation sanguine coronaire et pulmonaire. Tout au plus a-t-on constaté un léger effet positif sur le flux sanguin coronarien. Il faut préciser pour être juste que les patients n'ont pas été priés de tester les effets ordinairement recherchés par l'usage du sildenafil...

«New England Journal of Medicine»

n Depuis la mi-mai, la récolte des coquillages est interdite dans la mer d'Iroise et la baie de Douarnenez. Motif: ils contiennent une toxine qui a la particularité de... faire perdre la mémoire à ceux qui les consomment! Cette toxine peut aussi provoquer des troubles digestifs et neurologiques. En fait, le poison ne vient pas des coquillages eux-mêmes, mais du plancton dont ils se nourrissent, notamment la diatomée Pseudo-nitzschia, qui s'est mise récemment à proliférer dans les eaux françaises. Mais pourquoi cette prolifération soudaine? Nul ne le sait. Tout au plus évoque-t-on la possibilité d'un apport excessif d'éléments nutritifs dans les eaux, autrement dit trop de pollution et d'engrais agricoles.

«Info-Science»

n Des chercheurs de l'Université de Milan-Bicocca ont mis en évidence le fait qu'une exposition importante à la dioxine (TCDD) créait un déséquilibre des sexes dans la descendance humaine. Même plusieurs années après leur exposition lors de la catastrophe de Seveso, les hommes ont engendré nettement plus de filles que de garçons. Ces résultats ont de quoi inquiéter, lorsqu'on sait que la consommation de poisson de la Baltique conduit à des concentrations de dioxine égales à celles de la catastrophe de Seveso, selon l'Institut national finlandais de la santé.

«The Lancet», 27 mai

n La «chaîne du froid» c'est très bien, mais il faut qu'elle soit sans faille. Une société neuchâteloise, Rochat SA à Cernier, vient de commercialiser un petit espion des frigidaires, baptisé SPY T, qui accompagne les produits périssables, signale et enregistre implacablement toute rupture de la chaîne. Les données peuvent être transférées sur un écran où la courbe dénoncera les points faibles. En cours d'opération, l'appareil, grand comme une montre et muni de trois diodes de couleur, signale si tout va bien, passe à l'orange en cas d'alerte, et au rouge si la négligence est irréparable. SPY T s'adresse avant tout aux professionnels, en leur permettant un contrôle immédiat, facile et «traçable» de la qualité des produits.