Les recherches suggèrent que l’état inhabituel du champ magnétique terrestre pendant la période Édiacarienne aurait pu avoir un impact significatif sur le développement d’une vie complexe en modifiant les niveaux d’oxygène atmosphérique. L’étude révèle que cette période a connu le champ magnétique le plus faible jamais enregistré, ce qui aurait pu permettre une plus grande oxygénation et ainsi soutenir des formes de vie plus grandes et plus actives. Cette meilleure compréhension de la dynamique géomagnétique et évolutive donne un aperçu du potentiel de vie sur d’autres planètes. Crédit : SciTechDaily.com
Les preuves suggèrent qu’un faible champ magnétique il y a des millions d’années aurait pu conduire à la propagation de la vie.
La période Édiacarienne, qui s’étend il y a environ 635 à 541 millions d’années, a été une période charnière dans l’histoire de la Terre. Cela a marqué une ère de transformation où des organismes multicellulaires complexes ont émergé et ont ouvert la voie à l’explosion de la vie.
Mais comment cette vague de vie s’est-elle développée et quels facteurs sur Terre ont pu y contribuer ?
Des chercheurs de l’Université de Rochester ont découvert des preuves irréfutables selon lesquelles le champ magnétique terrestre était dans un état très inhabituel lorsque les animaux macroscopiques de la période Édiacarienne se diversifiaient et prospéraient. Leur étude, publiée dans Nature Communication Sol et environnementsoulève la question de savoir si ces fluctuations de l’ancien champ magnétique terrestre ont entraîné des changements dans les niveaux d’oxygène qui auraient pu être cruciaux pour la propagation des formes de vie il y a des millions d’années.
Des chercheurs de l’Université de Rochester ont étudié le champ magnétique terrestre pendant la période de transformation de l’Édiacarien, qui s’est étendue il y a environ 635 à 541 millions d’années. La recherche soulève des questions sur les facteurs qui pourraient avoir conduit à l’émergence d’organismes multicellulaires complexes, tels que la faune édiacarienne, remarquables par leur similitude avec les premiers animaux. Crédit : Illustration de l’Université de Rochester / Michael Osadciw
Selon John Tarduno, William Kenan, Jr. Professeur au Département des Sciences de la Terre et de l’Environnement, l’une des formes de vie les plus remarquables de la période Édiacarienne était la faune Édiacarienne. Ils se distinguaient par leur similitude avec les premiers animaux : certains atteignaient même plus d’un mètre (trois pieds) et étaient mobiles, ce qui indique qu’ils avaient probablement besoin de plus d’oxygène que les formes de vie antérieures.
“Les idées précédentes sur l’apparition de la faune spectaculaire de l’Édiacarien incluaient des facteurs génétiques ou écologiques, mais le timing rapproché avec le champ géomagnétique ultra-faible nous a motivés à revisiter les questions environnementales, et en particulier l’altération atmosphérique et marine”, explique Tarduno, qui est également doyen de la recherche à l’École des Arts et des Sciences et à l’École d’Ingénierie et des Sciences Appliquées.
Les mystères magnétiques de la Terre
À environ 1 800 milles au-dessous de nous, du fer liquide bouillonne dans le noyau externe de la Terre, créant le champ magnétique protecteur de la planète. Bien qu’invisible, le champ magnétique est essentiel à la vie sur Terre car il protège la planète du vent solaire, c’est-à-dire des flux de rayonnement solaire. Mais le champ magnétique terrestre n’a pas toujours été aussi puissant qu’aujourd’hui.
Les scientifiques ont suggéré qu’un champ magnétique inhabituellement faible pourrait avoir contribué à l’émergence de la vie animale. Cependant, l’étude de la connexion s’est avérée difficile en raison du nombre limité de données sur la force du champ magnétique pendant cette période.
Impression fossile de Dickinsonia, un exemple de la faune d’Édiacarien, trouvée dans l’Australie actuelle. Crédit : Shuhai Xiao, Virginia Tech
Tarduno et son équipe ont utilisé des stratégies et des techniques innovantes pour étudier la force du champ magnétique en étudiant le magnétisme enfermé dans d’anciens cristaux de feldspath et de pyroxène de la roche anorthosite. Les cristaux contiennent des particules magnétiques qui conservent la magnétisation du moment où les minéraux se sont formés. En datant les roches, les scientifiques peuvent construire une chronologie de l’évolution du champ magnétique terrestre.
Utilisation d’outils de pointe, dont un CO2 laser et le magnétomètre du dispositif d’interférence quantique supraconducteur (SQUID) du laboratoire, l’équipe a analysé avec précision les cristaux et le magnétisme enfermés à l’intérieur.
Un champ magnétique faible
Leurs données indiquent qu’à certaines périodes de la période Édiacarienne, le champ magnétique terrestre était le plus faible connu à ce jour – jusqu’à 30 fois plus faible que le champ magnétique actuel – et que l’intensité du champ ultra-faible a duré au moins 26 millions d’années.
Un champ magnétique faible permet aux particules chargées du Soleil d’extraire plus facilement les atomes légers comme l’hydrogène de l’atmosphère, les faisant s’échapper dans l’espace. Si la perte d’hydrogène est importante, davantage d’oxygène peut rester dans l’atmosphère au lieu de réagir avec l’hydrogène pour former de la vapeur d’eau. Ces réactions peuvent conduire à une accumulation d’oxygène au fil du temps.
Impression fossile de Fractofusus, un exemple de la faune de l’Édiacarien, trouvée dans l’actuelle Terre-Neuve, avec un sou canadien à proximité pour l’échelle. Crédit : Shuhai Xiao, Virginia Tech
Les recherches de Tarduno et de son équipe suggèrent que pendant la période Édiacarienne, le champ magnétique ultra-faible a provoqué une perte d’hydrogène sur au moins des dizaines de milliers d’années. Cette perte pourrait avoir conduit à une oxygénation accrue de l’atmosphère et de la surface des océans, permettant ainsi l’émergence de formes de vie plus avancées.
Tarduno et son équipe de recherche ont déjà découvert que le champ géomagnétique retrouve sa force au cours de la période cambrienne suivante, lorsque la plupart des groupes d’animaux commencent à apparaître dans les archives fossiles et que le champ magnétique protecteur a été rétabli afin que la vie puisse prospérer.
“Si le champ extraordinairement faible était resté après l’Ediacaran, la Terre aurait pu être très différente de la planète riche en eau qu’elle est aujourd’hui : la perte d’eau aurait pu progressivement assécher la Terre”, explique Tarduno.
Dynamique et évolution nucléaire
Les travaux suggèrent que la compréhension de l’intérieur des planètes est essentielle pour envisager le potentiel de vie au-delà de la Terre.
“Il est fascinant de penser que les processus au cœur de la Terre pourraient en fin de compte être liés à l’évolution”, déclare Tarduno. “Lorsque nous réfléchissons à la possibilité de vivre ailleurs, nous devons également considérer la façon dont les intérieurs planétaires se forment et évoluent.”
Pour en savoir plus sur cette recherche, voir Comment le faible champ magnétique terrestre a favorisé l’émergence d’une vie complexe.
Référence : « Le quasi-effondrement du champ géomagnétique peut avoir contribué à l’oxygénation atmosphérique et au rayonnement animal au cours de la période Édiacarienne » par Wentao Huang, John A. Tarduno, Tinghong Zhou, Mauricio Ibañez-Mejia, Laércio Dal Olmo-Barbosa, Edinei Koester, Eric G. Blackman, Aleksey V. Smirnov, Gabriel Ahrendt, Rory D. Cottrell, Kenneth P. Kodama, Richard K. Bono, David G. Sibeck, Yong-Xiang Li, Francis Nimmo, Shuhai Xiao et Michael K. Watkeys, 2 mai 2024 , Communication Terre & Environnement.
DOI : 10.1038/s43247-024-01360-4
Cette recherche a été soutenue par la National Science Foundation des États-Unis.
