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Qui sont nos proches voisins? Nous veulent-ils du bien ou sont-ils des fauteurs de troubles? Compte tenu des processus envisagés pour la formation des.

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1 Qui sont nos proches voisins? Nous veulent-ils du bien ou sont-ils des fauteurs de troubles? Compte tenu des processus envisagés pour la formation des planètes, il est logique de penser que nos voisins peuvent encore avoir une influence sur les phénomènes terrestres! Laquelle? LES RELATIONS DE VOISINAGE

2 Il sagit bien sûr des autres planètes du système solaire. Nos voisins Les tranquilles Depuis leur formation, bien calés sur leur orbite, nous navons pas grand chose à attendre de ces voisins là, si ce nest des informations sur les mécanismes de formation des systèmes planétaires. On verra que la Lune est un peu à part, le Soleil aussi!

3 Parmi les gros objets, il y a aussi les satellites des planètes. Ils sont nombreux mais inoffensifs car eux aussi, bien « attachés » à leur planète. Certains sont cependant des spécimens intéressants car ils pourraient nous apporter des informations scientifiques sur les conditions nécessaire à lapparition de la vie (Titan).

4 Les turbulents Eux aussi sont porteurs dinformations scientifiques sur notre histoire mais ils ont aussi capables dautant de bien que de mal. Ida et Dactyl Gaspar Toutatis Kleopatras Ce sont les astéroïdes Mathilde Cœur de Halley Hall-bop et les comètes

5 McNaught début 2007

6

7 Ces petits objets font partie du système solaire mais circulent sur des orbites non « circulaires » distinctes de celles des 9 planètes. On définit, la ceinture dastéroïdes entre Mars et Jupiter, la ceinture de Kuiper au delà de Neptune et le nuage de Oort aux confins du système.

8 Les météorites sont des fragments de ces astéroïdes qui représenteraient donc les planétésimaux différenciés ou non, à lorigine des planètes telluriques. Les astéroïdes Parmi ces astéroïdes certains ont des orbites très elliptiques et peuvent croiser lorbite terrestre : on les appelle les géocroiseurs. Ceux-là sont très surveillés!

9 Les comètes Elles suivent des orbites très elliptiques et sont issues dun réservoir lointain appelé le nuage dOort. La plus connue, la seule visitée, est la comète de Halley. Périodique, elle revient tous les 76 ans.

10 Bienfaits et calamités causés par nos turbulents voisins Bienfait N°1 : Atmosphère – Océan On sait que les premiers temps du système solaire ont été marqués par un intense bombardement météoritique. Certaines de ces météorites, les chondrites carbonées, contenaient des volatils en abondance et ont probablement participé à la constitution dune atmosphère, pas forcément respirable certes, mais contenant une certaine quantité de vapeur deau qui sest ensuite condensée en océan. Bien sûr, cette atmosphère na pu être conservée que lorsque le bombardement a largement décru cest-à-dire vers - 4,3 Ga!

11 Bienfait N°2 : La vie ou les molécules organiques? Certains scientifiques pensent que les comètes et les météorites ont pu apporter la vie sur Terre : la vie sous forme dun organisme simple capable de se nourrir, de se reproduire et qui a trouvé sur notre planète les conditions favorables pour proliférer, se développer et évoluer. Elle ne fait, en fait, que reculer le problème de lorigine de la vie sur les petits objets en question. Certains font remarquer que, soit le froid intersidéral, soit la chaleur lors des impacts auraient dû détruire ces organismes primitifs! Dautres répondent quil existe sur Terre des bactéries qui vivent dans des conditions extrêmes. Alors pourquoi pas? Cette théorie est appelée la panspermie.

12 Par contre, en ce qui concerne lapport de molécules organiques, il ne semble pas y avoir de doute, compte tenu de la présence de ce type de molécules …. aussi bien dans lespace…. Composition des molécules interstellaires classées par ordre croissant du nombre datomes constitutifs. Ces molécules sont bien les monomères (simples ou complexes) à la base des molécules du vivant!

13 Composition des glaces cométaires daprès les observations de Hale-Bopp et Hyakutake Quand le noyau de la comète approche du périhélie, les glaces sont sublimées, les gaz sont évacués sous la forme de la queue de la comète. On y trouve alors de nombreuses molécules à base de H, C, N, O et S. aussi bien dans lespace … que sur les comètes.

14 Et dans lespace il y a des molécules de ce type… …très proche de celle de la chlorophylle Non seulement il y a les molécules les plus simples pour fabriquer des sucres ou des acides aminés, mais on a aussi découvert dans quelques météorites (Murchison en particulier) plus dune dizaines dacides aminés tout faits.

15 Un des problèmes, cest «comment ont été fabriquées des molécules complexes à partir de molécules aussi simples que H 2 O, CH 4, NH 3 ? ». Cest ce que lon appelle la chimie prébiotique. A priori, en théorie cest simple … …mais en pratique, les choses se compliquent. En 1953, Miller réalise une expérience, devenue célèbre, pour essayer de fabriquer à partir de ces 3 molécules simples les molécules organiques à la base du vivant.

16 Les conditions expérimentales sont celles de latmosphère primitive supposée réductrice avec des apports énergétiques par les rayonnements uv du soleil et les éclairs. Ensuite la polymérisation (près des sources chaudes? à la surface de certains minéraux?) a dû permettre la fabrication de polymères composés dacides aminés, de glucides, de lipides? Lexpérience se conclue par la fabrication de composés organiques baignant dans locéan primitif, appelé la soupe primitive.

17 Un pas semble franchi, mais il reste encore beaucoup de questions concernant … la fabrication des molécules porteuses dinformation génétique, ARN? ADN? ou celle des membranes cellulaires? létat doxydation de latmosphère primitive, CH 4 ou CO 2 ? la victoire des molécules lévogyres sur les molécules dextrogyres? Quelles que soient les réponses à ces questions, il semble que toutes les tentatives de développement de la vie avant -4 Ga aient avorté à cause de lintense chaleur produite par les « derniers » impacts!

18 Ce que lon sait, cest quil y a 3,5 Ga, la vie existait sous forme de cyanobactéries construisant des colonnes rocheuses, les stromatolites. Apex Chert, Marble Bar, Australie 3,46 Ga North Pole, Australie 3,5 Ga Stromatolites actuelles de Shark Bay, Australie

19 Cest pendant ce milliard et demi dannées que, petit à petit, la concentration en O 2 de latmosphère croît mais pas de traces de vie autre que des stromatolites pendant cette période! Acritarche (cyste algaire) < 150 m 1,6 to 1,4 Ga

20 …et puis, vers Ma soit près de 4 Ga après la formation de la planète, se fossilisent les restes mous dune faune de médusoïdés, la faune dEdiacara (Australie) puis apparaît ensuite la faune, beaucoup plus diversifiée, de Burgess… Encore 1 Ga d« attente »…

21 Marella Haplophrentis Anomalocaris Opabinia Wiwaxia Pikaia Leancoilia Hallucigenia

22 On appelle cet événement lexplosion cambrienne, elle marque le début des temps géologiques dits Phanérozoïque. Les périodes précédentes sappellent Protérozoïque, Archéen, Hadéen, ou Précambrien Le Phanérozoïque est divisé en trois ères sur des bases tectoniques et/ou paléontologiques : lère primaire ou Paléozoïque, lère secondaire ou Mésozoïque, lère tertiaire ou Cénozoïque. Chaque ère est ensuite subdivisée en périodes: voici celles du Primaire.

23 Les ères et les périodes ont été définies à partir de deux grands phénomènes terrestres : les apparitions/disparitions despèces et les cycles orogéniques de formation et destruction dune chaîne de montagne (collision). Pour séparer les 3 ères, on a donc une explosion de vie au Cambrien et deux extinctions en masse à la limite Permien-Trias et à la limite Crétacé-Tertiaire. Plus dautres…

24 Calamité N°1 : Lextinction des espèces En mettant à part les modifications écologiques, biologiques, génétiques… qui permettent plus lévolution des espèces que leur disparition, on peut proposer deux grandes catégories de causes : les causes terrestres et la cause extra-terrestre. Même si les causes exactes des 5 extinctions en masse ne sont pas connues pour chaque événement, les scientifiques sont capables de faire la liste des paramètres les plus plausibles pour les principales extinctions, celles qui concernent plus de 50% des espèces.

25 Chutes de météorites -Dynamique du globe s.l. -Modifications de la surface des mers épicontinentales -Modification des surfaces continentales et de leur continuité -Mobilité des plaques lithosphériques (collision –rifting) -Volcanisme en limite de plaque ou intraplaque -Caractéristiques physico- chimiques de locéan -Variations climatiques globales -Inversions du champ magnétique terrestre

26 Superposition de différentes causes et de leurs conséquences… … ou comment contenter tout le monde! A moins que…

27 En ce qui concerne la limite KT et la disparition des dinosaures, deux grandes hypothèses sont encore discutées au sein de la communauté scientifique. Lhypothèse catastrophiste n°1 : la chute dune énorme météorite (10km) (Alvarez et al., 1980) En Italie Les indices : N°1- Existence dune couche dargile de la limite KT très riche en iridium, métal caractéristique des météorites de même que Pt, Au, Ag, et Os ainsi que de magnétite nickélifère.

28 Indice N°2 - Présence de quartz choqués caractéristiques des impacts météoritiques. Indice N°3 - Le cratère dimpact de Chixculub, Yucatan. Indice N°4 - Son âge de 65Ma. Indices N°5 et 6 – La répartition des tectites et raz de marée

29 Hypothèse catastrophique n°2 : le volcanisme du Deccan (Courtillot, 1995) A la fin du Crétacé, environ 3 Mkm 3 de laves fluides émis en plus de ans Empilement de 2400 m sur plus de km 2 Emissions dans latmosphère de cendres, daérosols, de gaz… Réduction de luminosité, refroidissement global puis effet de serre accru, pluies acides, acidification des eaux… Certains indices chimiques (Ir, Pt…) ou minéralogiques (magnétite nickélifère, quartz?) peuvent aussi être des marques de cette intense activité volcanique.

30 Pour conclure sur la crise KT, daprès certains paléontologues, lexamen détaillé de la biosphère à la limite KT contredit lidée dune extinction brutale frappant tout le monde, au hasard, au même moment! Cette combinaison paraît dautant plus probable que la crise biologique majeure à la limite Permien / Trias nest pas « contemporaine » dun impact météoritique même sil existe des traps en Sibérie datés de la fin du Permien. Cest la combinaison des causes qui a probablement précipité la disparition des espèces du Mésozoïque. Même sil y a impact, même sil y a volcanisme, il faut ajouter régression marine et refroidissement global sur un biosphère affaiblie, autant de paramètres jouant sur le plus long terme.

31 Bienfait N°3 : Le développement des mammifères Dans lhypothèse où la disparition des dinosaures est due à limpact dun de nos voisins turbulents, ce voisin peut être considéré comme un bienfaiteur de lhumanité puisquil a permis aux mammifères qui « végétaient » depuis le Trias de se développer et doccuper toutes les niches écologiques que les dinosaures très évolués avaient occupées : la terre ferme, certes, mais aussi les airs et les mers! Des mammifères dont des primates puis des hominidés! Le malheur des uns fait le bonheur des autres!

32 Le plus gros de tous nos voisins : le plus gros de tous les impacts! Sur la Lune, on rencontre une multitude de cratères dimpact dont le plus grand cratère du système solaire! Voyons quelques caractéristiques de cet astre! Daprès les astronomes et les géologues, elle serait probablement le résultat du plus grand choc entre objets planétaires tout au début de lhistoire de notre Terre!

33

34 Le seul astre extra-terrestre sur lequel lhomme ait marché!

35 Des « mers » lisses Des « terres » chaotiques En fait des cratères dimpact de toutes les tailles!

36 La taille et la complexité du cratère dépend de la taille de limpacteur.

37 La mécanique du système Terre-Lune: -la Lune est « trop » grosse pour un satellite « normal » -la Lune est trop près pour un satellite normal mais sen éloigne -le moment angulaire du système Terre-Lune est trop élevé par rapport aux autres planètes telluriques -lorbite lunaire est inclinée de 5° sur lécliptique Les problèmes à résoudre. La composition chimique de la Lune déduite des observations indirectes puis directes : -la densité faible de la Lune (3,3) suggère quelle contient très peu de fer, -le rapport K/U des roches lunaires est très faible par rapport à celui de la Terre : la Lune ne contient pas ou peu de volatils, -les rapports isotopiques de loxygène sont identiques pour Terre et Lune alors quils sont différents pour les météorites et les autres planètes telluriques.

38 Actuellement, des 4 théories de formation de la Lune, la capture, la fission, les planètes jumelles, cest cette dernière qui explique le mieux les observations. et la collision par un astéroïde de la taille de Mars

39 Une calamité pour la Terre, cible de cet impact, heureusement déjà suffisamment grosse pour ne pas avoir éclaté! Un bienfait pour lhumanité, car grâce à la Lune, nous avons pu comprendre les mécanismes de formation des planètes, essentiellement basés sur des chocs entre objets de tailles variées, les dater, prendre conscience de lextraordinaire singularité de cette planète…habitée! Un bienfait pour la vie terrestre car, selon certains auteurs, cest la présence de la Lune, de cette taille et à cette distance, qui stabilise lorbite terrestre permettant ainsi de lui assurer un certain confort !

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41 Europe Miranda (U) Callisto (J) Astéroide? Mimas (S) Dioné (S)

42 Pour mieux évaluer les effets de chaque hypothèse, il faut reconstituer la position des continents. On voit alors que dautres paramètres géologiques peuvent avoir eu une influence sur ces disparitions!


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