Le Livre d'Argent

La semaine est finie, c'est l'heure du #Vulgadredi, le week-end est là, attaquons le #VendrediVulga ! La semaine dernière, on parlait de défense planétaire, et j'ai mentionné le gros caillou qui est tombé il y a environ 66 millions d'années et a causé une certaine extinction célèbre, en vous disant que je reparlerai probablement de ça plus tard.

Je me disais à ce moment-là que j'allais enchaîner sur un peu de biologie et vous parler des dinosaures et de quelques autres bestioles du passé lointain… Mais en fait, avant ça, il y a peut-être autre chose dont il faut qu'on parle : comment on sait de quand tout ça date, tout ça, au juste ? Consacrons donc les seize pouets de cette semaine à cette question.

2/16 Et commençons d'abord par ce qui peut être un souci, ou pas, selon le point de vue : notre planète cicatrise plutôt bien, et les traces du passé disparaissent avec le temps. Un impact d'astéroïde va finir par être recouvert par la végétation, puis l'érosion va jouer, etc. Même les plus hautes montagnes finissent par être rabotées : la Bretagne d'où je vous écrit ceci était, il y a un peu moins de 400 millions d'années, une chaîne de montagnes de plusieurs kilomètres de haut !

S'intéresser au passé lointain de notre planète nécessite donc de fouiller, de creuser, de chercher des traces ; et ce passé sera toujours imparfaitement connu. À ce niveau, c'est la même chose pour les archéologues, les paléontologues et les géologues, même si à part ce point ça ces trois domaines de recherche sont bien sûr assez différents les uns des autres.

Et si les astéroïdes vous inquiètent, voyez le thread de la semaine dernière : https://fadrienn.irlnc.org/notice/B1sgTCXEXtiqBYaDbs

3/16 J'en profite d'ailleurs pour préciser un point abordé rapidement la dernière fois : j'ai dit que notre Lune avait « très peu » d'érosion. Il n'y a en effet pas d'air ni d'eau, qui en sont les principaux responsables sur Terre (ni d'êtres vivants qui contribuent aussi ici. Ah, et quand je dis eau, ça marche aussi sous forme de glace, du moins là où on a encore la chance d'avoir des glaciers, qui rabotent bien la pierre en dessous d'eux).

Mais, en l'absence d'atmosphère, notre satellite est beaucoup plus exposé que nous aux vents solaires et aux rayons cosmiques, ainsi qu'aux poussières stellaires qui, chez nous brûlent avant d'atteindre le sol, mais qui, là-bas, causent une sorte de bombardement régulier qui peut aussi avoir une certaine influence. Tout ça provoque donc quand même de l'érosion : même dans l'espace, le passé disparaît peu à peu.

Je ne vais pas détailler ce sujet, mais si vous voulez des infos, on en trouve notamment sur le site de l'Observatoire de Paris : https://media4.obspm.fr/public/ressources_lu/pages_planetologie-surface/xpagesalteration_impression.html

4/16 Mais donc, restons sur Terre pour le moment. On a mis pas mal de temps avant de réussir à faire des datations absolues, mais on creuse quand même suffisamment le sol avec nos mines pour s'être progressivement rendus compte qu'il y avait différents trucs là-dessus et qu'ils avaient l'air d'être plus vieux les unes que les autres.

C'est à la fin du ⅩⅦème siècle, soit à une période où pas mal de domaines scientifiques progressaient plutôt bien en Europe, mais voyez mes autres threads, qu'on a commencé à poser les bases de compréhension du truc : des couches successives s'accumulent au fil du temps, même si parfois des mouvements du sol peuvent venir mettre un peu le bazar et déranger l'empilement.

5/16 À cette époque, les chronologies qu'on arrive à faire sont essentiellement locales : sans outils plus spécialisés que nos yeux, difficile de comparer les couches qu'on trouve à un endroit et celles qu'on trouve à un autre pour voir si on retrouve ou pas des empilements comparables dans des zones géographiques différentes.

C'est l'essor de la paléontologie qui va débloquer la situation : on commence au cours du ⅩⅧème siècle à considérer que certaines empreintes qu'on trouve dans la roche sont des fossiles d'animaux ayant vécu il y a très longtemps. Or, nous sommes encore avant Darwin, et à l'époque, la majorité des biologistes estiment encore que les formes de vie sont fixes, et n'évoluent pas avec le temps.

6/16 On essaye alors d'expliquer la présence de ces animaux très différents de la faune actuelle par une succession d'extinctions suivies par des repeuplement (possiblement de nouvelles créations divines). C'est ce qu'on appelle le « catastrophisme », que défendra en particulier Georges Cuvier, excellent anatomiste à l'origine de pas mal de progrès, mais pas que.

Quoiqu'assez différente de ce qu'on sait maintenant de la réalité, cette manière d'envisager les choses conduira néanmoins à considérer que les séparations entre ces couches géologiques correspondent à ces différentes catastrophes ayant renouvelé la faune, et que donc trouver des fossiles similaires dans différentes formations géologiques permet de les dater de la même ère, ce qui ouvre la voie vers une histoire géologique globale.

7/16 Quelques scientifiques de cette époque avaient déjà commencé à se poser la question de l'âge de notre planète. On peut mentionner en particulier Georges-Louis Leclerc, comte de Buffon. En 1770, soit un an après la naissance de Cuvier, ce scientifique aux multiples spécialités expérimentait dans sa forge le temps de refroidissement de boulets de canons et autre sphères de métal portées à incandescence.

Mesurer le temps nécessaire pour revenir à température ambiante en fonction de la taille du boulet lui a permis, en extrapolant de façon linéaire, d'estimer que la Terre, initialement très chaude, avait eu besoin d'au moins 74 000 ans pour arriver à sa température ordinaire… ce qui était déjà largement plus long que les six mille ans écoulés depuis la Genèse, estimés jusqu'à cette époque en comptant le nombre de générations évoquées dans la Bible.

8/16 Ce résultat (ainsi que quelques travaux en biologie, il était par ailleurs un des précurseurs de l'évolution) lui valu un des (à ma connaissance) derniers « procès Galilée » : convoqué par l'Église et désirant éviter de risquer ses relations politiques dans l'affaire, il choisit comme le savant florentin d'abjurer publiquement…

…avant de retourner dans son labo poursuivre ses expériences, pour aboutir un peu plus tard un âge de la Terre encore plus important (ses notes personnelles évoquent jusqu'à au moins dix millions d'années, même s'il ne publiera que des estimations plus prudentes). La France de 1781 n'était pas l'Italie de 1630, et le pouvoir de l'Église sur la Science touchait à sa fin.

Ceci dit, si vous voulez en apprendre plus sur le procès de Galilée lui-même, je vous remet ma vidéo : https://skeptikon.fr/videos/watch/1071c32c-e50b-4e23-9338-472f3a87a4e5

9/16 James Hutton, un des fondateurs de la géologie moderne (c'est notamment lui qui a posé le principe d'« uniformitarisme », ou d'« actualisme », disant que les phénomènes généraux qui influent sur l'histoire géologique sont les mêmes partout et à toutes les époques, et qu'on peut donc comprendre le passé en étudiant le présent, ce qui s'oppose au catastrophisme), estimera pour sa part qu'au moins plusieurs millions d'années sont requis pour avoir causé les effets qu'il observe.

Un peu plus tard, Lord Kelvin, dont on a parlé dans le thread sur les unités de Planck⁽*⁾, a par la suite mis à profit ses travaux sur la thermodynamique pour affiner les calculs : repartant du modèle de Buffon, il estimera pour sa part que la Terre doit s'être refroidie pendant entre 20 et 400 millions d'années. C'est plutôt large, mais aussi cohérent.

(∗) Si vous l'avez manqué, c'est celui-ci : https://fadrienn.irlnc.org/notice/B1BJ6BmZj213zACWhs

10/16 Mais évidemment, un rebondissement devait avoir lieu. Celui-ci découlera d'une découverte à l'origine plus ou moins accidentelle faite par un dénommé Henri Becquerel en 1896 : celle de la radioactivité (d'ailleurs, je vous causerai peut-être à une autre occasion de cette histoire-là, ainsi que des travaux de Maria Skłodowska et de son mari Pierre Curie).

La découverte de ce phénomène permettra de comprendre que la Terre n'est pas un simple boulet de canon qui se refroidit (faute de quoi les 400 millions d'années maximum trouvés par Kelvin auraient été suffisants) : les éléments lourds (principalement Uranium, Potassium et Thorium) qu'elle contient se décomposent au fil du temps, ce qui lui fait une source de chaleur interne et fausse donc nos calculs.

11/16 Cette découverte nous amènera cependant un moyen de corriger cet erreur, en exploitant un phénomène dont j'ai déjà parlé dans un autre thread : le fait que la désintégration radioactive est en moyenne assez régulière, permettant d'estimer l'âge d'un échantillon à partir des éléments radioactifs qu'il contient (ou de leurs résidus, lorsque tout s'est désintégré, on parle dans ce cas de « radioactivité éteinte »).

Il faut cependant bien choisir l'élément qu'on utilise pour une telle datation. Par exemple, le célèbre carbone-14 dont je parlais dans l'autre thread a une demi-vie (la durée au bout de laquelle la moitié environ de l'échantillon a disparu) de 5730 ans, ce qui fait qu'on va avoir du mal à dater avec des objets de plus de 50 000 ans. C'est souvent assez pour l'archéologie, mais c'est beaucoup plus limité pour le reste.

Au fait, si vous l'avez manqué, le thread sur les atomes est là : https://fadrienn.irlnc.org/notice/B0i3iWqqbgijU0cabg

12/16 Et d'ailleurs, tiens, petit aparté : la datation au carbone-14 dépend de la concentration de celui-ci dans notre atmosphère… qui se trouve avoir augmenté suite aux tests de bombes nucléaires réalisés au siècle dernier. Ce qui fait que, si on teste un organisme actuel avec les données qu'on utilise en archéologie, ça nous donnera une date située « dans le futur », puisque contenant « trop » de carbone-14 par rapport aux siècles précédents !

Cette particularité nous a permis de tester la vitesse à laquelle les différents tissus vivants se renouvellent au fil du temps et donc de se rendre compte qu'il y a quelques parties de notre corps qu'on garde tout au long de notre vie, mais que ce n'est clairement pas la majorité, le reste se renouvelant. Ça permet aussi, dans certains cas, de faire des datations sur des trucs encore en vie et d'estimer leur âge.

J'allais vous mettre le lien d'un pouet où @NemoJmeno expliquait ça très bien, mais on dirait qu'il a été effacé, alors je vous met à la place celui suite auquel on en a parlé : https://piaille.fr/@NemoJmeno/115650455829340551

13/16 L'Uranium, par contre, est beaucoup plus intéressant pour les temps longs. Il est en effet toujours radioactif, mais ses différents isotopes (voyez le thread sur les atomes liés plus haut) ont des demi-vies différentes : 245 500 ans pour l'uranium-234, un peu plus de 700 millions d'années pour l'uranium-235, et jusqu'à 4,47 milliards d'années pour l'uranium-238, le plus « stable » et le plus abondant.

Plusieurs méthodes de datation existent donc à partir de ces différents isotopes (il en existe d'ailleurs d'autres avec des durées encore différentes, mais on rencontre surtout ces trois-là). Et il y a aussi d'autres éléments intéressant, comme par exemple l'argon, qui a été utilisé pour dater l'impact de Chicxulub duquel ce thread est parti.

14/16 Et d'ailleurs, puisque nous avons commencé cet histoire par un cratère d'impact, notons que c'est aussi du ciel que nous est tombée la première estimation fiable de l'âge de la Terre. En effet, si on peut dater telle ou telle chose à la surface, la Terre elle-même est un peu plus délicate à dater dans son ensemble, car on ne peut pas aller prélever directement un bout de son noyau pour le mettre dans nos instruments.

C'est donc en étudiant une météorite (plus précisément celle de Canyon Diablo, issue de l'astéroïde dont l'impact a créé le Meteor Crater aux USA, et dont on a pu déterminer qu'il devait dater lui aussi de la formation du système solaire) que Clair Patterson a pu déterminer l'âge de notre planète. Il a commencé ses travaux en 1953, et c'est en 1956 qu'il a publié une estimation de 4,55 milliards d'année.

15/16 D'autres mesures ont depuis donné des valeurs cohérentes, que ce soit à partir d'autres météorites, des plus vieilles roches trouvées sur Terre… ou des échantillons qu'on a pu ramener de nos expéditions lunaires, notre satellite ayant environ le même âge que notre planète⁽*⁾. En affinant un peu les calculs, on a quand même légèrement rajeuni notre Terre : on l'estime aujourd'hui plutôt âgée autour de 4,54 milliards d'années.

Entre temps, la première « échelle des temps géologiques » avait été publiée dès 1913 par Arthur Holmes, que l'on n'a pas cessé d'affiner depuis, grâce aux progrès techniques. Elle permet donc de parler de l'histoire de notre planète et des formes de vies qui l'ont peuplée, tout en restant à la base et comme son nom l'indique, une description des couches géologiques qui se sont succédé au fil du temps.

(∗) Je parle d'ailleurs des circonstances de sa naissance dans ma vidéo sur Pluton. Et comme ça fait longtemps que je vous l'ai spammée, la voici : https://skeptikon.fr/videos/watch/47e8f219-4bf5-4b06-ad76-4f6fcc499d03

16/16 Mais donc comme on l'a déjà vu, chaque couche est aussi caractérisée par des fossiles spécifiques, ainsi que par diverses traces permettant de se faire une idée de ce qui est arrivé à cette période. Ainsi, la limite entre le Crétacé et le Tertiaire, conséquence de l'impact de Chicxulub, est marquée par une forte présence d'Iridium amené par l'astéroïde ou la comète… ce qui est l'un des indices qui nous ont justement orientés vers la piste d'un impact.

Si je vous ai parlé de l'histoire de ces découvertes, je n'ai en revanche pas parlé du tout de cette échelle des temps elle-même. Et en même temps, il y a pas mal à dire, surtout si on met ça en relation avec ces formes de vies, justement. Donc, si ça vous va, ce sera l'objet du thread de la semaine prochaine ! En attendant, comme d'habitude, je prends tous les retours que vous pouvez faire et les suggestions de trucs à aborder plus tard, donc n'hésitez pas.

@NemoJmeno Comme tu veux, si tu fais un pouet pérenne je corrigerai le lien dans mon thread :-)

En tout cas je trouve que t'expliquais ça plutôt bien, donc si si, tu écris aussi des choses intéressantes :-þ

@maelmorin Oh, merci beaucoup ! :D

Je trouve que le format fil masto est plutôt intéressant pour ça, donc tant mieux si ça marche. Et ne t'en fais pas si tu ne retiens pas tout : vue la fréquence à laquelle je fais des renvois à des trucs dont j'ai déjà causé, a priori y a moyen de réviser facilement ^^