Physique

Le monde comme il va …

Henri DUPUIS • dupuis.h@belgacom.net

NASA, © CERN

Petit tour d’horizon printanier de quelques résultats qui nous disent quelque chose sur l’état de l’Univers

L’atmosphère terrestre photographiée par l’équipage de la mission STS-127 de la navette
spatiale Endeavour  en orbite autour de la Terre le 29 juillet 2009

Notre avenir rétrécit. Et ce n’est pas d’avenir post-covid dont il est question ici, mais de celui des espèces vivantes dont, bien sûr, de l’espèce humaine: il semblerait qu’il soit bien moins long qu’estimé précédemment.

On sait que d’ici environ 5 milliards d’années, le soleil, après avoir transformé son hydrogène en hélium épuisera à son tour cet hélium et se transformera momentanément en géante rouge. Il aura alors multiplié son rayon par 1 000. Inutile de préciser que toute forme de vie aura été balayée de la surface terrestre depuis longtemps. Ce n’est cependant pas ce phénomène qu’étudie l’article paru en ce début d’année (1). Les 2 auteurs se sont en effet intéressés à la présence d’oxygène dans notre atmosphère. Présence d’oxygène qui, rappellent-ils, est une biosignature détectable, un indice de vie. Si aujourd’hui, notre atmosphère contient environ 20% d’oxygène (O2), il n’en a pas toujours été ainsi: entre 4,5 et 2,5 milliards d’années, il en a été pratiquement absent, uniquement produit par l’action des UV du soleil sur la vapeur d’eau et le CO2. Mais il n’a jamais atteint 0,01% du niveau actuel !

Le développement des cyanobactéries puis des eucaryotes changent la donne: la concentration en O2 croît grâce à la photosynthèse. Puis chute entre 725 et 600 millions d’années lorsque la Terre est presqu’entièrement gelée, remonte, atteint un pic avec les forêts carbonifères (le bilan net du cycle photosynthèse-respiration des végétaux est excédentaire en oxygène contrairement à aujourd’hui où il s’équilibre (encore !). La disparition de ces forêts stabilise peu ou prou la teneur autour de la valeur actuelle. Mais ce qui est apparu peut-il disparaître ? Oui, d’après le modèle mis au point par les 2 chercheurs de l’article en question. L’oxygène est appelé à disparaître de notre atmosphère et d’ici moins longtemps qu’estimé par d’autres études: dans 1 milliard d’années environ, il n’y en aura plus trace. Pourquoi ? À cause de l’inévitable augmentation du flux solaire et donc du réchauffement de la Terre. Cela va entraîner la formation de plus en plus de vapeur d’eau (c’est une loi de la thermodynamique qui veut que plus l’air est chaud, plus il peut contenir de vapeur d’eau, environ 7% en plus par degré de réchauffement). D’où une absorption plus importante du CO2 nécessaire à la photosynthèse (un comble pour nous qui tentons en vain aujourd’hui de réduire la concentration de CO2 dans l’atmosphère, toute vie finira par disparaître parce qu’il y en aura trop peu). Donc de moins en moins de plantes, donc de moins en moins d’oxygène… Et l’effondrement sera affolant de rapidité: d’après les auteurs, l’affaire sera pliée en 10 000 ans, passant d’une concentration de 20% à 1% sur ce laps de temps. 

 
Le grand bestiaire

Changeons d’échelle. Si le grand collisionneur du CERN est à l’arrêt pour maintenance et mise à niveau (à cause de la pandémie, les expériences ne reprendront sans doute que l’an prochain), cela n’empêche pas les chercheurs d’analyser les données récoltées précédemment. Mais il faut dire que le communiqué publié par l’organisme européen le 3 mars dernier avait de quoi laisser pantois: au cours des 10 dernières années, le LHC a permis la découverte de 59 nouvelles particules !