LES RELATIONS DE VOISINAGE

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1 LES RELATIONS DE VOISINAGE
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? Qui sont nos proches voisins? Nous veulent-ils du bien ou sont-ils des fauteurs de troubles?

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

3 Parmi les gros objets, il y a aussi les satellites des planètes
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 l’apparition de la vie (Titan).

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

5 McNaught début 2007

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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 d’astéroïdes entre Mars et Jupiter, la ceinture de Kuiper au delà de Neptune et le nuage de Oort aux confins du système.

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

9 Les comètes Elles suivent des orbites très elliptiques et sont issues d’un réservoir lointain appelé le nuage d’Oort. 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 d’une atmosphère, pas forcément respirable certes, mais contenant une certaine quantité de vapeur d’eau qui s’est ensuite condensée en océan. Bien sûr, cette atmosphère n’a pu être conservée que lorsque le bombardement a largement décru c’est-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 d’un 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. Cette théorie est appelée la panspermie. Elle ne fait, en fait, que reculer le problème de l’origine 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! D’autres répondent qu’il existe sur Terre des bactéries qui vivent dans des conditions extrêmes. Alors pourquoi pas?

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

13 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 l’espace … que sur les comètes. Composition des glaces cométaires d’après les observations de Hale-Bopp et Hyakutake

14 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 d’une dizaines d’acides aminés tout faits. Et dans l’espace il y a des molécules de ce type… …très proche de celle de la chlorophylle

15 Un des problèmes, c’est «comment ont été fabriquées des molécules complexes à partir de molécules aussi simples que H2O, CH4, NH3? ». C’est ce que l’on appelle la chimie prébiotique. 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. A priori, en théorie c’est simple… …mais en pratique, les choses se compliquent.

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

17 la fabrication des molécules porteuses d’information génétique, ARN
la fabrication des molécules porteuses d’information génétique, ARN? ADN? Un pas semble franchi, mais il reste encore beaucoup de questions concernant … l’état d’oxydation de l’atmosphère primitive, CH4 ou CO2 ? la victoire des molécules lévogyres sur les molécules dextrogyres? ou celle des membranes cellulaires? 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 l’intense chaleur produite par les « derniers » impacts!

18 Ce que l’on sait, c’est qu’il 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 Acritarche (cyste algaire)
< 150 mm 1,6 to 1,4 Ga C’est pendant ce milliard et demi d’années que, petit à petit, la concentration en O2 de l’atmosphère croît mais pas de traces de vie autre que des stromatolites pendant cette période!

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

21 Anomalocaris Opabinia Wiwaxia Marella Haplophrentis Pikaia Leancoilia Hallucigenia

22 Les périodes précédentes s’appellent Protérozoïque, Archéen, Hadéen, ou Précambrien
On appelle cet événement l’explosion cambrienne, elle marque le début des temps géologiques dits Phanérozoïque. Le Phanérozoïque est divisé en trois ères sur des bases tectoniques et/ou paléontologiques : l’ère primaire ou Paléozoïque, l’ère secondaire ou Mésozoïque, l’ère 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 d’espèces et les cycles orogéniques de formation et destruction d’une 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 d’autres…

24 Calamité N°1 : L’extinction des espèces
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. En mettant à part les modifications écologiques, biologiques, génétiques… qui permettent plus l’évolution des espèces que leur disparition, on peut proposer deux grandes catégories de causes : les causes terrestres et la cause extra-terrestre.

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 l’océan -Variations climatiques globales -Inversions du champ magnétique terrestre

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

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. En Italie Les indices : N°1- Existence d’une couche d’argile 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. L’hypothèse catastrophiste n°1 : la chute d’une énorme météorite (10km) (Alvarez et al., 1980)

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

29 Hypothèse catastrophique n°2 : le volcanisme du Deccan (Courtillot, 1995)
A la fin du Crétacé, environ 3 Mkm3 de laves fluides émis en plus de ans Empilement de 2400 m sur plus de km2 Emissions dans l’atmosphère de cendres, d’aérosols, 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, d’après certains paléontologues, l’examen détaillé de la biosphère à la limite KT contredit l’idée d’une extinction brutale frappant tout le monde, au hasard, au même moment! C’est la combinaison des causes qui a probablement précipité la disparition des espèces du Mésozoïque. Même s’il y a impact, même s’il y a volcanisme, il faut ajouter régression marine et refroidissement global sur un biosphère affaiblie, autant de paramètres jouant sur le plus long terme. Cette combinaison paraît d’autant plus probable que la crise biologique majeure à la limite Permien / Trias n’est pas « contemporaine » d’un impact météoritique même s’il existe des traps en Sibérie datés de la fin du Permien.

31 Le malheur des uns fait le bonheur des autres!
Bienfait N°3 : Le développement des mammifères Dans l’hypothèse où la disparition des dinosaures est due à l’impact d’un de nos voisins turbulents, ce voisin peut être considéré comme un bienfaiteur de l’humanité puisqu’il a permis aux mammifères qui « végétaient » depuis le Trias de se développer et d’occuper 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 d’impact dont le plus grand cratère du système solaire! Le plus gros de tous nos voisins : le plus gros de tous les impacts! D’après les astronomes et les géologues, elle serait probablement le résultat du plus grand choc entre objets planétaires tout au début de l’histoire de notre Terre! Voyons quelques caractéristiques de cet astre!

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34 Le seul astre extra-terrestre sur lequel l’homme ait marché!

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

36 La taille et la complexité du cratère dépend de la taille de l’impacteur.

37 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 qu’elle 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 l’oxygène sont identiques pour Terre et Lune alors qu’ils sont différents pour les météorites et les autres planètes telluriques. 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 s’en éloigne -le moment angulaire du système Terre-Lune est trop élevé par rapport aux autres planètes telluriques -l’orbite lunaire est inclinée de 5° sur l’écliptique

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

39 Un bienfait pour l’humanité, 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 l’extraordinaire singularité de cette planète…habitée! Une calamité pour la Terre, cible de cet impact, heureusement déjà suffisamment grosse pour ne pas avoir éclaté! Un bienfait pour la vie terrestre car, selon certains auteurs, c’est la présence de la Lune, de cette taille et à cette distance, qui stabilise l’orbite terrestre permettant ainsi de lui assurer un certain confort!

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

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