ATMOSPHÈRE × TERRE

Le premier air

il y a ~4,45 à 4,3 milliards d’années

Hadéen

Sitôt la Lune formée, le ciel lui-même était fait de roche : de la pierre vaporisée, qui a refroidi et est retombée en pluie en un millier d’années. La vapeur d’eau a pris le relais, tout le futur océan suspendu dans le ciel, des centaines de fois plus lourd que notre atmosphère, pendant les quelque deux millions d’années qu’il a fallu à la surface fondue pour se figer. Alors seulement toute cette vapeur a pu tomber en pluie, et rester au sol. Restait au-dessus un ciel de dioxyde de carbone presque pur, une centaine d’atmosphères, sur un jeune océan proche de 230 °C que seul ce poids maintenait liquide.

Pourquoi c’est important

L’océan et l’atmosphère sont sortis d’un même refroidissement : l’un est tombé, l’autre est resté là-haut. Aucun des deux n’a été stable depuis, et chaque climat de cette frise est un état plus tardif de ce premier air.

Datation et incertitude

De cet air, rien ne subsiste à prélever : on le reconstitue par des modèles d’océan de magma en train de refroidir, et par les gaz que le manteau relâche encore. Toute la question est de savoir à quelle vitesse le dioxyde de carbone a été enfoui au fond des mers, puis avalé par la roche. Enfoui vite, il laisse une planète habitable dix à vingt millions d’années après l’impact ; un manteau humide et chimiquement hétérogène a pu débarrasser l’air de ce gaz en 160 millions d’années ; et longtemps après, l’air de l’Archéen contenait encore dix à 2 500 fois le dioxyde de carbone d’aujourd’hui.

Sources

1. Zahnle et al. (2007), Space Science Reviews · Emergence of a habitable planet
2. Miyazaki & Korenaga (2022), Nature · A wet heterogeneous mantle creates a habitable world in the Hadean
3. Catling & Zahnle (2020), Science Advances · The Archean atmosphere

L’histoire de la Terre en une journée

00:28:3223 h 31 min avant minuit

si les 4,54 milliards d’années de la Terre étaient ramenées à un seul jour