Il y a 2,7 milliards d'années, le soleil brillait environ 30 % moins qu'aujourd'hui, de sorte que la température à la surface de la Terre aurait dû se trouver au-dessous de 0 °C. Pourtant, les géologues ont la preuve qu'il existait déjà, à cette époque, de l'eau liquide sur notre planète, pas seulement de la glace. Pour expliquer cette étrangeté, les scientifiques ont émis deux hypothèses. Soit l'atmosphère de la Terre était à l'époque beaucoup plus dense. Soit sa concentration en gaz à effet de serre - tant redoutés aujourd'hui - était beaucoup plus élevée. Mais la vérité pouvait tout aussi bien se situer entre les deux... Comment savoir ?
Des chercheurs américains de l'Université de Washington, spécialisés en sciences de la Terre et en exobiologie, sont allés chercher la réponse dans des fossiles de... gouttes d'eau tombées du ciel durant cette période. Ils ont alors choisi de se pencher sur des roches volcaniques découvertes en Afrique du Sud sur lesquelles de tels impacts, vieux de 2,7 milliards d'années, avaient été décelés. L'idée était simple : plus une goutte de pluie avait rencontré une atmosphère dense, plus elle avait eu de peine à la traverser. Il fallait donc parvenir à déterminer à quelle vitesse ces gouttes avaient frappé le sol. Pour s'en faire une idée, les scientifiques se sont intéressés à la dimension des impacts, qui dépendent à la fois de la taille des gouttes, de leur vitesse de chute et... de la pression atmosphérique, liée à la densité de l'atmosphère.
Une question de taille
Ils ont alors entrepris de projeter eux-mêmes des gouttes d'eau de tailles variées sur une roche volcanique équivalente, puis ils ont comparé leurs impacts aux fossiles sud-africains. Les plus grosses gouttes de pluie susceptibles de tomber sur la Terre mesurent tout au plus six millimètres et chutent, dans l'atmosphère actuelle, à une vitesse de 9 mètres par seconde. Si l'atmosphère de l'époque du fossile était beaucoup plus dense, ces grosses gouttes, tombés plus lentement, auraient dû laisser de plus petits impacts dans la roche... Schématiquement, les plus gros impacts présents sur le fossile devraient donc être plus petits que ceux de l'échantillon fabriqué par l'équipe de Sanjoy Som...
Résultats : d'après les calculs des chercheurs qui viennent d'être publiés dans la revue Nature, la pression atmosphérique à l'époque du fossile ne peut pas avoir été plus de deux fois supérieure à celle d'aujourd'hui. Il est même plus probable que celle-ci ait été à peu près équivalente, voire inférieure. Ainsi, la présence d'eau liquide sur la Terre, il y a 2,7 milliards d'années, aurait été rendue possible non par une atmosphère plus dense, mais bien grâce à une forte concentration en gaz à effet de serre, qui n'ont pas toujours été un fléau. Cette donnée sera très utile dans la recherche d'autres planètes propices au développement de la vie...
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