Panorama galactique le plus coloré composé par le télescope spatial Hubble. Environ 10.000 galaxies sont éparpillées dans ce petit échantillon de la voûte céleste australe, et qui est quasiment dépourvu d’étoiles de notre Voie lactée au premier plan. Il ne s’agit que d’une infime partie de l’Univers. Source : © Nasa, Esa, H. Teplitz et M. Rafelski (IPAC/Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Arizona State University) et Z. Levay (STScI)
La création de l’Univers taraude l’humanité depuis le début de son existence à ce jour. Chacun y va de sa thèse.
Pour expliquer la genèse de la création de l’Univers, il n’y a pas mieux que de concilier l’apport de la religion et de la science sur ce sujet qui a fait et fera couler beaucoup d’encre.
Avant le Big Bang
Le Coran affirme de façon implicite, qu’au tout début de la Création, les cieux étaient sous forme de fumée ou de gaz cosmique:
» Il (Dieu) S’est ensuite adressé au ciel qui était alors fumée… » (Coran 41 : 11)
Les mots « ciel » ou « cieux » désignent dans le Coran l’Espace ou le Cosmos d’une façon générale.
Quant au mot « fumée », il désignerait l’expression scientifique « nuage de particules » que les physiciens donnent au vide avant le Big Bang.
Ce n’est qu »au tout début du 18 siècle qu’un chimiste flamand, Jean-Baptiste Van Helmont, utilisa le mot « gas ». Les français
l’écrivirent « gas » avec un z : gaz. A la fin du 18 siècle, le mot prit son sens moderne. Ce qui veut dire que ce mot était inconnu au 7ème siècle. Pour les particules en physique, elles n’ont vu le jour qu’au 20ème siècle en soulignant que ce mot est un fourre-tout. Donc le mot « fumée » dans le Coran désigne bien ces éléments comme l’attestent des études faites en ce sens. Voir :
https://www.sciencedaily.com/releases/2003/07/030723084654.htm
Ce que dit la Science :
» Il fut un temps où l’Univers ne ressemblait pas à
celui que nous connaissons. C’était il y a 13 milliards 700 millions d’années.
Il n’y avait pas de galaxies. Il n’y avait pas d’étoiles ni de planètes ou de comètes. Il n’y avait pas d’êtres vivants. Non rien de tout cela. On dit qu’à
cette époque l’Univers était extraordinairement chaud et dense. Il n’y avait qu’une sorte de gros nuage de particules. Des particules qui étaient comme sorties du vide dont on dit aujourd’hui qu’il n’était pas vide. On dit, enfin, les physiciens disent que le vide que d’aucuns appellent le néant, était en réalité potentiellement rempli d’énergie… et que c’est de ce vide qu’est né notre Univers. »
Voir aussi :
https://www.pourlascience.fr/sd/physique-particules/les-premieres-microsecondes-de-lunivers-3919.php
Le Big Bang et le début de la création de la Terre et des cieux tels que nous les connaissons
Il semblerait que toute la création était à l’origine compressée en un élément unique, qui a éclaté pour donner naissance à l’Univers; cette notion est exprimée dans le verset suivant du Coran:
» Ceux qui ont mécru, n’ont-ils pas vu que les cieux et la terre formaient une masse compacte ? Ensuite Nous les avons séparés et fait de l’eau toute chose vivante. Ne croiront-ils donc pas ? » (Verset 30 / Sourate 21)
C’est, semble-t-il, ce que les scientifiques appellent « le Bing Bang » :
» La théorie du Big-bang – la plus admise par les scientifiques actuellement – se base principalement sur une observation faite par l’astronome Edwin Hubble dans les années 20 : les galaxies s’éloignent les unes des autres et ce d’autant plus vite que la distance qui les sépare est plus grande. Autrement dit, et de manière très simpliste (la réalité est plus compliquée), l’univers est en expansion (il se dilate) et de plus en plus rapidement.
Aussi, si les galaxies s’éloignent actuellement, on peut supposer qu’elles étaient plus proches les unes des autres dans le passé. C’est ce que les astronomes observent en scrutant le ciel. Et c’est ainsi qu’ils en sont arrivés à la conclusion qu’il y a 13,7 milliards d’années, date de naissance de l’univers, toute cette matière était rassemblée en un « point » extrêmement dense et chaud.
Le nom de big-bang vient du fait que tout aurait commencé par une gigantesque explosion de ce « point ». L’espace et le temps, donc l’Univers et son expansion sont apparus à ce moment précis, le tout en moins d’une seconde. »
Vidéo sur le Big Bang :
L’expansion de l’Univers
Un autre verset du Coran laisse supposer que l’Univers, depuis sa création, est en perpétuelle expansion, et ses dimensions ne cessent de grandir :
» Le ciel, Nous l’avons construit par Notre puissance : et Nous l’étendons [constamment] dans l’immensité. » (Verset 47 / Sourate 51)
C’est ce que les physiciens et les astronomes ont constaté(voir vidéo) :
Article sur le même sujet :
Le Big Crunch
Animation illustrant le Big Crunch(Wikipédia)
Un passage coranique prédit, qu’à la fin des temps, un phénomène apparemment contraire à celui de la Création aura lieu; en d’autres mots, l’Univers sera compressé et anéanti, avant d’être créé à nouveau:
» Le jour où Nous plierons le ciel comme on plie le rouleau des livres. Tout comme Nous avons commencé la première création, ainsi Nous la répéterons; c’est une promesse qui Nous incombe et Nous l’accomplirons ! « (Verset 104 / Sourate 21)
Ce que dit la science sur le Big Crunch dont il est question, semble-t-il, dans ce verset :
« Le Big Crunch désigne un modèle cosmologique en quelque sorte symétrique au Big Bang dans lequel un univers clos finit par se recontracter après une phase d’expansion.
Dans cette phase finale de l’Univers, la température et la densité augmenteront à nouveau, détruisant les structures matérielles comme les galaxies, les planètes, les atomes et même les nucléons. Le cosmos retournera donc à un état de plasma de quarks et de gluons. Dans le cadre de ce modèle, si l’on n’emploie que les équations classiques de la relativité générale pour décrire l’espace-temps, une singularité gravitationnelle sera atteinte : l’espace et le temps disparaîtront avec la matière qu’ils contiennent. »
Voir vidéo du Big Bang au Big Crunch:
Étapes de la création des cieux et de la Terre selon le Coran
» Dis: « Renierez-vous [l’existence] de celui qui a créé la terre en deux jours et Lui donnerez-vous des égaux ? Tel est le Seigneur de l’univers, c’est Lui qui a fermement fixé des montagnes au-dessus d’elle, l’a bénie et lui assigna ses ressources alimentaires en quatre jours d’égale durée. [Telle est la réponse] à ceux qui t’interrogent. Il S’est ensuite adressé au ciel qui était alors fumée et lui dit, ainsi qu’à la terre: « Venez tous deux, bon gré, mal gré. » Tous deux dirent: « Nous venons obéissants. » Il décréta d’en faire sept cieux en deux jours et révéla à chaque ciel sa fonction. Et Nous avons décoré le ciel le plus proche de lampes [étoiles] et l’avons protégé. Tel est l’Ordre établi par le Puissant, l’Omniscient. » »(Coran 41 : 09 à 12)
Il est vrai que l’on trouve dans le Coran des passages clairs et explicites qui mentionnent une création en 6 « yawm » (pluriel « ayâm »). Ce terme arabe est traduit généralement par le mot « jour ». C’est ce sens qui a été retenu par la quasi-totalité des traducteurs du Coran. Voici quelques uns de ces passages:
» Votre Seigneur, c’est Allah, qui a créé les cieux et la terre en six jours (« ayâm »). » (Verset 54 / Sourate 7)
« C’est Lui qui, en six jours (« ayâm ») , a créé les cieux, la terre et tout ce qui existe entre eux. » ( Verset 59 / Sourate 25)
La plupart de ces traducteurs du Coran ont retenu le sens courant du terme « yawm »(jour) et ils semblent avoir omis le fait que ce terme désigne (en arabe) aussi, littéralement, une période de temps très longue. La durée de cette période (ou de ce « jour ») étant relative, elle peut ainsi varier énormément en fonction de la référence à laquelle elle est liée. Le Coran lui-même confirme ceci:
» Du ciel à la terre, Il (Dieu) administre l’affaire, laquelle ensuite monte vers Lui en un jour(« yawm ») équivalant à mille ans de votre calcul. « (Sourate 32 / Verset 5)
» Les Anges ainsi que l’Esprit montent vers Lui en un jour (« yawm ») dont la durée est de cinquante mille ans. « (Verset 4 / Sourate 70)
Il est donc clair, qu’à l’échelle cosmique, la durée d’un « yawm » est très longue, et qu’elle n’est pas délimitée par un lever et un coucher de soleil.
Quand on étudie à nouveau les versets qui mentionnent la création de la terre et des cieux, on se rend compte que le Coran fait plutôt allusion à 6 périodes ou phases très longues.
Remarque :
Cette notion de temps 1000 ans et 50.000 ans équivalent à une journée terrestre, en soi c’est une preuve que nous donne Dieu, avant la découverte d’Einstein, de la relativité du temps et cela il y a quatorze siècles.
Dieu Le Tout-Puissant ,Créateur des cieux et de la Terre et de ce qui y existe, est Omniscient .
La mécanique quantique ne peut servir qu’aux humains incapables de situer une particule dans le temps et dans l’espace. Notre monde n’est qu’incertitude et on ne peut donc le prévoir qu’à coups de statistiques et de probabilités, c’est ce que fait la mécanique quantique. Einstein lui même avait dit « Dieu ne joue pas aux dés » et combien il avait raison !
Voir article sur le même sujet :
https://www.maison-islam.com/articles/?p=600
Voir l’histoire de l’Univers sur Wikipédia :
https://fr.m.wikipedia.org/wiki/Histoire_de_l%27Univers
Méditation sur la création de l’Univers
» Dans la création des cieux et de la Terre, l’alternance de la nuit et du jour, le navire qui vogue en mer chargé de choses profitables aux gens, l’eau qu’Allah fait descendre du ciel et par laquelle Il redonne la vie à la terre une fois morte et sur laquelle Il disperse des animaux de toute espèce, la variation des vents, des nuages soumis entre ciel et terre, il y a des signes pour des gens qui raisonnent. « (Coran 02 : 164)
» Dans la création des cieux et de la terre, l’alternance de la nuit et du jour, il y a certes là des signes pour les doués d’intelligence, qui, debout, assis, couchés sur leurs côtés, invoquent Allah et méditent sur la création des cieux et de la Terre (disant): [ Notre Seigneur ! Tu n’as pas créé cela en vain. Gloire à Toi ! Garde-nous du châtiment du Feu.] » Coran 03 : 190/191)
Méditation sur le Coran
» Ne méditent-ils pas sur le Coran ? Ou y a-t-il des cadenas sur leurs cœurs ? »(Coran 47 : 24)
» [Voici] un Livre béni[le Coran]que Nous avons fait descendre vers toi, afin qu’ils méditent sur ses versets et que les doués d’intelligence réfléchissent ! »(Coran 38 : 29)
Brève histoire de l’Univers
L’Univers est l’ensemble régi par un certain nombre de lois de tout ce qui existe: le temps, l’espace, l’énergie, la matière (étoiles, planètes, gaz, poussières, …). L’origine de l’Univers est inconnue.
Les astrophysiciens expliquent l’origine de l’Univers par un évènement quidécrit le mieux pour le moment, sans que cela préjuge de l’existence d’un « instant initial » ou d’un commencement à son histoire : la théorie* du Big Bang.
L’âge de l’Univers est fixé à 13,7 milliards d’années avec une incertitude de + ou – 0,2 milliards d’années en l’état actuel des recherches.
Image de l’Univers vu depuis la planète Terre.
A titre d’exemple, on peut citer la Terre notre planète qui gravite autour du Soleil, les planètes Mercure, Vénus, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune, les cent soixante quinze satellites et les milliards de petits corps célestes (astéroïdes, comètes, poussières…) tournoyant autour du soleil. L’ensemble de ces corps célestes composent le système solaire. Le système solaire est lui-même situé dans la Voie Lactée, notre galaxie qui fait partie d’ un ensemble encore plus grand composé de milliards de galaxies. Toute cette matière visible et non visible compose : l’Univers.
La théorie du Big Bang – L’expansion de l’Univers – Des atomes aux galaxies.
La théorie du Big Bang est un ensemble d’explications, un modèle théorique* utilisé en cosmologie* pour décrire la formation de l’Univers. La théorie du Big Bang privilégie l’existence d’une phase* infiniment dense et très chaude, très brève durant laquelle l’Univers infiniment petit aurait grandi de façon exponentielle et rapide pour former dès les premiers instants de son refroidissement les particules élémentaires puis les atomes et l’ensemble de la matière première qui a donné naissance aux nébuleuses, aux galaxies*, aux étoiles, aux nuages interstellaires et à tous les corps célestes qui nous entourent. L’Univers est en constante expansion. L’expansion de l’Univers qui continue encore aujourd’hui s’est faite à des rythmes variables.
Un modèle théorique* est la représentation théorique d’un ensemble ou système complexe, il s’agit ici de la représentation théorique de l’Univers.
La cosmologie* est la branche de l’astrophysique qui étudie l’origine, la nature, la structure et l’évolution de l’Univers.
Phase* : Le mot phase est utilisé en sciences pour désigner l’état d’un phénomène, pendant une période ou à un instant donné.
Une galaxie* est un assemblage de matière noire, de gaz (hydrogène, hélium), de poussières et d’étoiles dont la cohésion est assurée par la gravitation. Il existe plusieurs milliards de galaxies dans l’Univers. Notre galaxie porte le nom de Voie Lactée. Elle contient 200 milliards d’étoiles.
Image de la Galaxie d’Andromède, galaxie spirale la plus proche de la Voie lactée. Assemblage d’étoiles, de gaz, de poussières, …, elle est visible à l’œil nu depuis la Terre.
Les étapes de l’histoire de l’Univers: du Big Bang à la nébuleuse pré-solaire.
La physique décrit l’Univers de l’infiniment petit à l’infiniment grand, la formation des particules élémentaires et des éléments chimiques qui constituent la matière par l’interaction de quatre grandes forces: la force nucléaire forte, la force nucléaire faible, la force électromagnétique et la force gravitationnelle (ou gravité). Les données de physique théorique permettent de découper les premiers instants de l’histoire de l’Univers en quatre ères caractérisées chacune par un état de la matière et des rayonnements.
- Ère de Planck (10-43 secondes)
L’ère de Planck commence après le Big Bang et se termine à 10-43 secondes (1 seconde divisée par un nombre à 43 zéros). La température est alors de 1032 degrés Kelvin (0°K = -273°C).
En 1900, Max Planck physicien allemand (1858 – 1947) émet la théorie d’une limite pour décrire l’univers, comme un mur. On l’appelle « Le mur de Planck » et cette période « ère de Planck ».
On suppose que c’est durant l’ère de Planck que les quatre forces (force électromagnétique, force nucléaire forte, force nucléaire faible et gravité) étaient unifiées, elles s’appliquaient en même temps.
La physique actuelle ne sait pas expliquer comment les quatre forces fondamentales interagissaient entre elles. D’où, une théorie qui unifie ces 4 forces pour décrire cette période de l’évolution de l’Univers a été nécessaire. - L’ère de la grande Unification (10-43 à 10-38 secondes) – L’Univers grandit de façon exponentielle -Les particules élémentaires (quarks, électrons).
L’ère de la grande unification correspond à la séparation de la gravité des trois autres forces (force nucléaire forte, force nucléaire faible et force électromagnétique), toutes trois regroupées à cet instant sous le nom de force de la Grande Théorie d’Unification (force GUT).
A 10-38 secondes, l’Univers s’est refroidit à (1029 K) et la force GUT se scinde à son tour en deux forces: force nucléaire forte et force électrofaible. La force électrofaible regroupe la force nucléaire faible et la force électromagnétique. L’énergie libérée fait grandir l’Univers de façon exponentielle, son volume augmente d’un facteur 1050 . L’Univers est à ce stade une « soupe » de particules élémentaires (quarks, électrons) et de radiations. - L’ère de l’interaction électrofaible (10-38 à 10-10 secondes) – Formation des protons et des neutrons.
Les quarks se lient par trois pour former des protons et des neutrons regroupés sous le nom de nucléons.
A 10-10 secondes, l’Univers s’est refroidit (1015 K) et l’interaction électromagnétique se sépare de l’interaction nucléaire faible. - L’ère de la nucléosynthèse primordiale (10-3 secondes à 3 minutes) – Formation des premiers noyaux atomiques légers H (hydrogène), He (Hélium), …
A 10-3 secondes, l’Univers s’est refroidit (1012 K) – Les 4 interactions sont maintenant séparées. La formation de premiers noyaux atomiques légers à partir des protons et neutrons commence, c’est l’ère de la nucléosynthèse primordiale. Pendant cette période les protons et les neutrons sont unis par la force nucléaire forte pour former les premiers noyaux atomiques légers: d’hydrogène (1 proton), de deutérium (association d’un proton et d’un neutron), de tritium (deux neutron et un proton), d’hélium-3, d’hélium-4 (association de deux protons et de deux neutrons), de lithium-7.
À la fin de « l’Ère de la nucléosynthèse primordiale », l’Univers âgé de 3 minutes est formé de matière composée pour 75 % de noyaux d’hydrogène et pour 25 % de noyaux d’hélium, avec à l’état de traces quelques noyaux de deutérium, d’hélium-3 et de lithium 7. - 3 minutes à 380 000 ans – Formation des premiers atomes légers H (hydrogène), He (Hélium)
L’Univers s’est fortement refroidit (3000 K), cette température permet aux électrons libres de se lier aux noyaux atomiques pour former les premiers atomes légers: atomes d’hydrogène (1 proton et 1 électron) et atomes d’hélium (2 protons, 2 neutrons, 2 électrons).
L’Univers devient transparent. - Vers 200 millions d’années après le Big-Bang, les premières étoiles se forment. Elles vont générer les atomes de masse atomique croissante du carbone au fer. C’est la Nucléosynthèse stellaire
Dans l’Univers en expansion, se forme des nébuleuses. Les nébuleuses sont des nuages de gaz et de poussières. Dans ces nuages à forte proportion d’hydrogène apparaissent des zones très denses et très chaudes, dans lesquelles les atomes d’hydrogène soumis par gravitation à une température et pression très élevée fusionnent entre-eux pour donner des atomes d’hélium, le cœur des premières étoiles se forme, le rayonnement est intense, on dit que l’étoile s’allume. Elle brille.
Certaines étoiles sont petites, d’autres massives. Leur durée de vie dépend de leur masse. Après la fusion de l’hydrogène et la formation de l’hélium, les étoiles vont générer en leur cœur au cours de leur évolution, de leur vie, par fusion nucléaire les atomes de masse atomique croissante du carbone au fer tels: l’azote, l’oxygène, le sodium, le magnésium, l’aluminium, le silicium, le potassium, le calcium, … C’est la nucléosynthèse stellaire.
Lors de la mort des étoiles, tous les éléments atomiques formés sont expulsés vers les nuages interstellaires où ils vont se recombiner. Chaque étoile contribue à l’enrichissement de l’Univers et à la création de nouvelles étoiles. Au cours de cette réaction thermonucléaire, les matériaux qui entourent le cœur de l’étoile sont expulsés dans l’Univers. Ils vont former des nébuleuses stellaires qui contiennent tous les éléments nécessaires à la formation des étoiles de 2ème puis de 3 ème génération. Le soleil est une étoile de 3ème génération. - Formation des éléments atomiques de masse atomique plus lourds que le fer
Les étoiles massives ont une durée de vie relativement courte. Elles disparaissent dans une gigantesque explosion en supernova*, visible par l’émission d’un flash lumineux atteignant des luminosités 10 milliards de fois plus intense que celle du Soleil. Une supernova génère les éléments atomiques de masse atomique plus lourds que le fer dont l’uranium-238. Lors de son explosion, la supernova expulse les éléments atomiques générés dans le milieu interstellaire. Cet assemblage de gaz, de matière interstellaire et d’étoiles distribués dans l’Univers va enrichir les galaxies. La supernova à l’origine de la formation du Soleil aurait généré et expulsé des éléments radioactifs à courte durée de vie comme l’aluminium-26, qui se désintégrera en magnésium-26. - Après 1 milliard d’années apparaissent les premières galaxies.
Les premières galaxies ou galaxies primordiales ou proto-galaxies ont pour origine la concentration par gravitation après 380 000 ans de particules élémentaires (protons, neutrons, électrons, atomes d’hydrogène et d’hélium) à l’intérieur de halos de matière noire.
Puis la galaxie primordiale va au cours du temps: s’enrichir de gaz, de matières interstellaires, d’étoiles, rencontrer d’autres galaxies, fusionner avec ces galaxies et évoluer pendant dix milliards d’années jusqu’aux structures galactiques que nous observons aujourd’hui.
Une galaxie est un assemblage de milliards d’étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire. Les galaxies sont sans cesse en mouvement. Elles se rapprochent, entrent en collision ou s’éloignent les unes des autres, d’autres se regroupent en amas et super-amas de galaxies. L’Univers est composé de milliards de galaxies. On distingue trois types de galaxies: les spirales, les elliptiques et les irrégulières
Les galaxies spirales ont souvent la forme d’un disque en rotation autour de son centre, le centre galactique. Le centre galactique (noyau) est entouré par un bulbe galactique Le bulbe galactique est une zone lumineuse et relativement dense composée de vieilles étoiles riches en métaux. Du bulbe galactique partent plusieurs bras spiralés. Ces bras sont composés d’étoiles et d’un mélange de gaz et de poussières renfermant les matières premières permettant la formation de nouvelles étoiles. Ces lieux sont des pouponnières d’étoiles. Comme la densité de matière est élevée dans les bras, le gaz interstellaire s’y trouve comprimé, ce qui provoque l’effondrement de nuages moléculaires et la formation d’étoiles massives et brillantes. Les étoiles massives achèvent leur existence par de formidables explosions en supernova qui peuvent déclencher l’effondrement de nuages moléculaires et donc la formation de nouvelles étoiles.
Notre galaxie est une galaxie de type spirale, elle porte le nom de Voie Lactée. La Voie Lactée est une galaxie spirale formée de plusieurs bras. Le système solaire se trouve dans le prolongement d’un de ces bras: le bras d’Orion. Le bras d’Orion rassemble des nuages moléculaires (mélange de gaz et de poussières) et des étoiles de premières et secondes générations dont certaines massives ont disparues en supernova. - 4.568 milliards d’années après le Big-Bang, naissance dans le bras d’Orion de la nébuleuse protosolaire, du proto-soleil, du soleil et du disque protoplanétaire
Il y a 4.568 milliards d’années, dans un nuage moléculaire géant du bras d’Orion enrichi par des étoiles en fer-60 est née une étoile massive de deuxième génération appelée Coatlicue*.
Cette étoile aurait fini son existence en supernova dans une gigantesque explosion dont l’onde de choc serait à l’origine de l’effondrement gravitationnel* d’une portion du nuage moléculaire géant qu’elle habitait. C’est dans cette portion de nébuleuse moléculaire que se formera le système solaire d’où son nom de : nébuleuse protosolaire ou simplement de nébuleuse solaire.
Dès le début de ce processus se serait formé simultanément dans la nébuleuse protosolaire, une partie plus dense: germe d’une proto-étoile de taille moyenne appelée proto-soleil* et un disque de gaz et de poussières appelé disque protoplanétaire tournoyant autour de cette proto-étoile.
Dans cet environnement, des interactions magnétiques s’établissent et génèrent localement des températures très élevées. gaz et poussières se transforment; des minéraux apparaissent par condensation, les plus réfractaires au plus près de la proto-étoile, les moins réfractaires dans les régions plus éloignées éloignées. Après plusieurs milliers d’années, la densité et la température vont devenir suffisamment élevées au cœur de la nébuleuse solaire pour que des réactions de fusion nucléaire se déclenchent, les noyaux d’hydrogène fusionnent pour donner de l’hélium, le rayonnement est intense: la proto-étoile* devient une étoile: l’étoile Soleil entourée d’un disque de gaz et de poussières : le disque protoplanétaire.
Les étoiles* se forment par effondrement gravitationnel local de nuages de gaz composés d’hydrogène et d’hélium et de poussières.
Gravitationnel*. La force gravitationnelle (ou gravité) est l’une des quatre interactions fondamentales qui régissent l’Univers. La gravitation est l’interaction physique responsable de l’attraction mutuelle s’exerçant entre deux corps possédant une masse.
Supernova *: Une supernova correspond à la disparition d’une étoile super massive qui s’effondre sur elle-même en quelques millisecondes et génère des éléments beaucoup plus lourds que le fer, dont l’uranium.. C’est l’ensemble des phénomènes conséquents à l’explosion d’une étoile. Lors de son explosion en supernova, l’étoile libère et diffuse les éléments chimiques qu’elle a synthétisés au cours de son existence et pendant l’explosion même, dans le milieu interstellaire pour former une nébuleuse.
Coatlicue*: étoile mère du soleil dans la cosmologie aztèque.
Effondrement gravitationnel* est la contraction d’un corps massif sous l’effet de sa propre attraction gravitationnelle. Les étoiles se forment à partir d’un nuage de gaz et de poussières dont la partie centrale s’effondre sur elle-même par gravité. Puis, la rotation s’accélère à l’intérieur de la nébuleuse résiduelle, la matière se condense éventuellement en un ou plusieurs disques qui vont donner naissance aux planètes. Les astronomes parlent de disque protoplanétaire*.
Proto-étoile*: Astre en forme de boule constitué de gaz principalement d’hydrogène. La proto-étoile deviendra étoile lorsque les réactions de fusion nucléaire de l’hydrogène auront commencé. future étoile. Le Proto-soleil* deviendra l’étoile: Soleil.
Image d’une nébuleuse : ici la nébuleuse du Crabe rémanent de la supernova de1054 –
Photo NASA, ESA, J. Hester and A. Loll (Arizona State University) — HubbleSite: gallery, release.
La nébuleuse du Crabe est constituée des débris (gaz, poussières, …) éjectés lors de l’explosion de la supernova de 1054 dénomée SN 1054. Elle s’étend sur une distance de six années-lumière. L’explosion de la supernova a eu lieu, il y a environ un millénaire, en 1054. Les filaments oranges sont les restes en lambeaux de l’étoile et se composent principalement d’hydrogène. Les couleurs de l’image indiquent les différents éléments qui ont été expulsé lors de l’explosion. Le bleu dans les filaments de la partie extérieure de la nébuleuse représente l’oxygène neutre, le vert est le souffre ionisé I, et le rouge indique l’oxygène ionisé II. (Image et texte sont extraits de Wikipédia article SN 1054)
NAISSANCE DU SYSTÈME SOLAIRE: 4.568 Ga
Formation du soleil et du système solaire
On date la « naissance » du système solaire et du Soleil à 4.568 milliards d’années (Ga) avec une approximation de plus ou moins 3 millions d’années (Ma). Comment cela s’est-il passé ?
Le soleil est une étoile de taille moyenne située dans un bras secondaire (le bras d’Orion) de notre galaxie, la voie Lactée. La formation d’une étoile suit l’effondrement gravitaire local d’un nuage interstellaire ; ce processus est déclenché par une onde de choc qui est due à l’explosion d’une supernova dans un environnement proche.
Il y a 4.568 milliards d’années dans un nuage moléculaire géant du bras d’Orion nait une première génération d’étoiles. Certaines de ces étoiles sont massives et explosent en supernova et dispersent dans leur environnement du fer-60 qui va enrichir les milieux interstellaires. D’autres étoiles vont générés de l’aluminium-26. c’est dans cet environnement enrichi en fer-60 et aluminium-26 que va naitre par effondrement gravitationnel* une proto-étoile appelée Proto-soleil entourée par un disque de gaz et de poussières appelé disque protoplanétaire.
Au cœur du Proto-soleil, la température est si élevée que son hydrogène va fusionner. Des réactions thermonucléaires se produisent, le proto-soleil devient l’étoile Soleil. Le Soleil atteint sa séquence principale, son stade d’équilibre après un milliard d’années. Parallèlement, dans le disque protoplanétaire, depuis l’effondrement en présence d’interactions magnétiques et de températures très élevées, les gaz et les poussières présents tournoient autour de la jeune étoile et se transforment; des minéraux apparaissent par condensation*. La période de condensation va durer environ deux millions d’années. Les premiers corps solides du système solaire se constituent, leur taille varie de quelques millimètres à quelques centimètres. Puis après quelques millions d’années par accrétion*, ces poussières vont former des cailloux, puis des planétésimaux* de quelques dizaines à centaines de kilomètres, lesquels en s’agrégeant vont progressivement donné naissance aux planètes du système solaire*, à leurs satellites, aux astéroïdes et aux comètes. (Voir ci-dessous les rubriques: Mécanisme de condensation des solides à partir des gaz ? et Comment se forment les planètes dans le disque protoplanétaire ? Le phénomène d’accrétion des particules solides.)
Lorsque le Soleil a atteint sa séquence principale après un milliard d’années, la planète Terre existe déjà depuis 900 millions d’années. Elle commence son histoire archéenne. La Terre est une planète tellurique, c’est à dire essentiellement rocheuse.
La condensation* est un mécanisme complexe …. La condensation décrit le phénomène physique du passage d’un gaz à un état solide. Par abus de langage, la condensation désigne aussi le passage d’un gaz à l’état liquide, mais le terme exact dans ce cas est liquéfaction.
Accrétion*: agrégation. Augmentation de volume d’un corps par adjonction de matière extérieure.
Planétésimaux*: Un planétésimal est un astre solide d’un diamètre de quelques dizaines à quelques centaines de kilomètres, formé dans le disque protoplanétaire d’une jeune étoile (ici le Soleil) qui peut entrer dans la formation d’une planète. [ Définition livre : Terre histoire de notre planète – Michel Joye- Éditions: Presses polytechniques et universitaires romandes] – Autres définition: Corps célestes constitués dans le disque protoplanétaire. Les planètes et les astéroïdes en font partie.
Le système solaire* Notre système solaire est composé du Soleil,des planètes, satellites, astéroïdes comètes et tout un assortiment de débris laissés au moment de sa formation. Il s’est constitué à partir de la rotation d’un nuage de gaz interstellaires et de poussière – nébuleuse solaire – vestiges de deux générations d’étoiles. (Extrait du livre: Roches et minéraux du monde , Ronald L. Bonewitz , Éditions Delachaux et Niestlé, 2005)
Mécanisme de condensation des solides à partir des gaz ?
Dans le disque protoplanétaire, la condensation des solides à partir des gaz varie selon les conditions de température et de pression. La température de condensation est d’autant plus élevée que la pression est forte.
Dans son livre, « La naissance de la Terre » Alain Meunier établit la formation des composés minéraux comme suit dans le disque protoplanétaire :
– Au plus prés du proto-Soleil, se trouve les composés réfractaires (silicates de calcium et d’aluminium) appelés CAI qui cristallisent à des températures supérieures à 1500 K.
– Puis viennent les métaux (fer et nickel), et les silicates de magnésium (olivine, pyroxène) entre 1200 et 1400 K,
– et enfin les feldspaths vers1000 K.
Ce sont tous les composés anhydres (ils ne contiennent pas d’eau).
Au-delà, le relais est pris par des minéraux qui contiennent des radicaux OH dans leur structure (composés hydroxylés). Ils ont donc eu besoin d’eau pour se former. Ce sont d’abord les amphiboles, puis les serpentines qui apparaissent lorsque la température est inférieure à 500 K (227 °C) et finalement, la glace d’eau en dessous de 250 K (- 23 °C),
C’est à partir de ces composés que se sont construits dans le disque protoplanétaire: les planétésimaux, les planètes, les astéroïdes, les comètes*…
Comète*: astre formé de glaces et de poussières.
(Ci-dessous schéma du système solaire aujourd’hui: le proto-soleil est devenu l’étoile soleil et les planètes se sont formées autour du Soleil dans le disque protoplanétaire)
Image du système solaire actuel : le soleil et son disque protoplanétaire formé de planètes et de ceintures d’atéroïdes.
Comment se forment les planètes dans le disque protoplanétaire ? Le phénomène d’accrétion des particules solides.
Dans le disque protoplanétaire sous l’effet de différentes forces, les poussières condensées se heurtent, acquièrent des charges électriques qui les attirent les unes vers les autres, s’attachent les unes aux autres et forment des agrégats, qui vont à leur tour grossir et former des corps célestes de taille plus importante. C’est le phénomène d’accrétion.
Quand la masse de ces corps est suffisamment grande, l’attraction gravitaire supplante la force électrostatique. Le processus d’accrétion s’accélère. Les corps continuent de tournoyer autour du proto-Soleil, attirent poussières et gaz présents dans le disque protoplanétaire , ils deviennent de plus en plus gros, et forment au bout cent mille ans des planétésimaux rocheux ou morceaux de planètes de dimensions allant de quelques dizaines de mètres à quelques centaines de kilomètres de diamètres. Le planétésimaux entrent en collision à leur tour, libèrent de l’énergie et forment progressivement les protoplanètes. C’est le phénomène d’accrétion, ou de croissance des planètes. Au bout de 40 millions d’années, 99% de la Terre sera ainsi accrétée. (Accrétion terrestre *)
Certains planétésimaux appelés astéroïdes ou comètes ne vont pas pouvoir être accrétés pour former des planètes. Regroupés ils forment une ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter et au de là de Neptune une ceinture de comètes appelée ceinture de Kuiper (voir schéma ci-dessus du système solaire actuel). Les astéroïdes et les comètes gardent la composition des premiers éléments de la nébuleuse solaire, ils sont la matière primitive des planètes et du système solaire. Un astéroïde qui tombe sur Terre est appelé: une météorite. L’étude de la composition chimique et isotopique de différentes météorites récoltées sur Terre, composées de cette matière primitive a permis de comprendre comment le noyau, le manteau et la croûte terrestre se sont peu à peu séparés (différenciés*) mais aussi de dater les grandes étapes de la formation de notre planète. La matière primitive de la proto-Terre semble avoir été formée à partir de corps célestes dont la composition est proche de celle de certaines météorites comme les chondrites à enstatite et les chondrites carbonées. (voir ci-dessous).
Les météorites
Il existe trois types de météorites: les météorites pierreuses (chondrites et achondrites) (94.5 %), les météorites ferreuses ( 4.5 %) et les météorites pierreuses-ferreuses (1%)
Les météorites pierreuses
Elles sont de deux sortes: les chondrites et les achondrites
– Les chondrites représentent 86.5 % des météorites qui arrivent sur la Terre. Les chondrites se sont cristallisées il y a 4.568 Ga dans la nébuleuse solaire lors de la formation du système solaire. Elles sont composées d’inclusions réfractaires CAI riches en aluminium et en calcium (silicates d’aluminium et de calcium) et de chondres constituées de magnésium (Olivine et pyroxène) liés par une matrice composée d’argile, d’olivine, de fer métal et de carbone selon le type de chondrite. Les chondrites sont le matériau le plus primitif du système solaire.
La caractéristique des chondrites est de contenir des chondres. Les chondres sont des petites billes de silicates et de métal de quelques centaines de microns à quelques millimètres, composées de minéraux d’olivine, de pyroxène, et de verre. Ces billes sont noyés dans l’agrégat formé lors de la condensation de la nébuleuse solaire. (voir image ci-dessous , image : fragment de la météorite Allende)
Les chondrites proviennent d’astéroïdes non différenciés. Les chondrites ont été classées en fonction de leur richesse en fer, carbone et minéraux silicatés. Les chondrites se répartissent entre: chondrites ordinaires ( elles proviennent d’astéroïdes riches en silicates sans carbone), chondrites carbonées (elles proviennent d’astéroïdes riches en carbone) et chondrites à enstatites (composées de fer natif et éléments silicatés). Terre, Soleil et chondrites ont la même origine.
La Terre apparaît comme une gigantesque chondrite à entastites qui aurait fondu et un mécanisme de différenciation* aurait donné naissance aux différentes enveloppes de la Terre: noyau de fer, manteau supérieur constitué de péridotites qui sont des roches ultrabasiques, composées de trois minéraux du groupe des silicates: l’olivine, le pyroxène et le grenat et une croûte terrestre silicatée.
– Les achondrites représentent 8 % des météorites. Elles proviennent de la partie rocheuse (croûte ou manteau) d’astéroïdes différenciés. Ces astéroïdes ont fondu lors de leur formation. Au cours de cette fusion, le fer métallique plus dense a migré vers le centre du corps. Un noyau de fer métallique s’est formé entouré d’un manteau et d’une croûte rocheuse. (Voir ci-dessous définition: mécanisme de différenciation*)
Les achondrites sont de plusieurs types et chacune a la composition chimique d’une des enveloppes de la Terre (croûte, manteau, interface noyau/manteau ou noyau). Leur formation est 20 à 50 Ma plus récente que celle des chondrites.
Les météorites ferreuses
Elles sont constituées de fer mêlé à une quantité variable de nickel. Elles proviendraient de fusions locales dues à un impact.
Les météorites pierreuses-ferreuses (ou mixtes)
Elles sont composés d’un mélange de fer et de silicates. Elles portent le nom de météorites pallasites ou de météorites mésosidérites.
Les pallasites sont des météorites composées de cristaux d’olivine inclus dans une matrice de fer-nickel. Associés lors de collisions, ces composants proviendraient de la marge du noyau de fer d’un astéroïde et du manteau de silicate d’un autre astéroïde .
Fragment de la météorite Allende. Météorite de type chondrite – Les chondres (formes circulaires) sont bien visibles dans l’amalgame.
Accrétion terrestre *: formation de la terre à partir d’un noyau primitif par l’agglomération par l’attraction newtonienne de météorites, d’astéroïdes, de planétésimaux…On suppose que les corps d’accrétion sont entrés en collision à l’état fondu.
Différenciés* – Mécanisme de différenciation* Les matériaux constitutifs de la terre (fer et silicates) vont se classer par densité sous l’effet de la gravitation. Par gravitation, les matériaux les plus lourds (fer, nickel) vont s’accumuler vers le centre et former le noyau , les matériaux plus légers les silicates vont entourer le noyau et former le manteau silicaté. Le processus de séparation manteau silicaté du noyau métallique porte le nom la différenciation. Le refroidissement de la surface donne ensuite lieu à la formation de la croûte solide. La séparation manteau/noyau suppose que la chaleur est suffisante pour déclencher la fusion et permettre la migration de ces matériaux.
HISTOIRE DE LA PLANÈTE TERRE AU PRÉCAMBRIEN (4.568 Ga à 544 Ma)
L’histoire de la planète Terre est liée à celle du système solaire, tant pour son origine que pour sa composition. Comme les autres planètes du système solaire, la planète Terre s’est formée par condensation des gaz et accrétion des particules solides tournoyant autour du soleil dans le disque protoplanétaire.
La Terre a commencé à se former il y a 4.568 ± 0.003 Ga. Les quatre grandes périodes géologiques suivantes: l’Hadéen, l’Archéen, le Protérozoïque et le Phanérozoïque appelées éons décrivent son évolution.
L’éon Phanérozoïque va de l’ère* Paléozoïque qui démarre il y a 544 Ma jusqu’à l’ère quaternaire, ère dans laquelle nous vivons.
L’Hadéen, l’Archéen et le Protérozoïque sont couramment regroupées au sein d’un super-éon appelé: le Précambrien.
LE PRECAMBRIEN (4.568 Ga à 544 Ma)
Le Précambrien commence par la période d’accrétion de la Terre il y a 4,568 milliards d’années, et s’achève, il y a 544 millions d’années. On le divise en trois longues périodes géologiques :
- l’Hadéen (4,568 à 4 milliards d’années) ;
- l’Archéen (4 à 2,5 milliards d’années) ;
- le Protérozoïque (2,5 milliards d’années à 544 millions d’années).
le Protérozoïque est lui-même divisé en trois ères : le Paléoprotérozoïque (2.5 à 1.6 Ga), le Mésoprotérozoïque (1.6 à 0.9Ga) et le Néoprotérozoïque (900 à 544 Ma).
L’HADÉEN (4.568 Ga à 4 Ga).
Image de la Terre à l’Hadéen vers 4.468 Ga.
La croûte terrestre primitive recouvre l’océan magmatique. Le manteau solide se forme en profondeur.
L’Hadéen est la division la plus ancienne des temps géologiques, on considère le début de l’Hadéen comme le point zéro de la formation du système solaire et de la Terre. L’Hadéen s’étend donc de 4.568 Ga jusqu’à 4 milliards d’années.
Le nom: Hadéen est une référence à Hadès : le dieu grec des enfers. De cette époque très lointaine, il n’existe à l’heure actuelle pratiquement plus aucune roche à la surface du globe. Au début de l’Hadéen, seules les inclusions de CAI (silicates d’aluminium et de calcium) existent, les autres matériaux ne sont pas encore condensés, il faut attendre environ trois millions d’années pour la formation des chondres composées de minéraux d’olivine, de pyroxène, et de verre.
Plusieurs transformations physiques et chimiques caractérisent l’ Hadéen: processus d’accrétion, différenciation noyau-manteau de la proto-Terre, mise en place d’un océan magmatique généralisé, formation d’une croûte terrestre primitive et bombardement tardif de météorites.
C’est pendant les 200 premiers millions d’années de l’Hadéen que la Terre a acquis pratiquement toute sa masse et qu’elle s’est différenciée chimiquement et minéralogiquement. L’océan magmatique généralisé va disparaître,laissant place à un manteau solide brassé par des convections vigoureuses. les premiers océans se forment.
La période d’accrétion [4.568 Ga à 4.4 Ga]
L’hadéen commence par un processus d’accrétion des grains de poussières présents dans le disque protoplanétaire et de tous matériaux issus de la condensation de particules solides à partir des gaz de la nébuleuse primitive (voir ci-dessous la description du processus d’accrétion). Ces grains de poussières composés: de CAI (silicates d’aluminium et de calcium), de feldspath anorthite, de silicates, de fer, de pyroxène, de magnésium, …, constitueront la matière primitive des planètes. Arrivés à l’état de planétésimaux, on suppose que les corps d’accrétion se présentaient sous forme de planétésimaux différenciés car la chaleur accumulée par ces corps était suffisante pour déclencher la fusion et la séparation manteau silicaté-noyau métallique et qu’ils sont entrés en collision à l’état fondu.
Processus d’accrétion de la planète Terre à partir des poussières du disque protoplanétaire
- les grains de poussières de la nébuleuse solaire s’agglomèrent par collision et forment progressivement des corps de un kilomètre à 10 kilomètres de diamètre.
- les corps devenus plus gros attirent plus fortement la matière, leur masse croît exponentiellement: c’est l’emballement gravitationnel qui construit d’abord des objets de plusieurs dizaines de kilomètres de diamètre puis en un peu moins de trois millions d’années des planétésimaux de plusieurs centaines de kilomètres de diamètre.
- Nombreux ces planétésimaux de la taille de petites planètes vont entrer en collision. Leurs impacts et leurs accrétions vont peu à peu construire les différentes planètes du disque protoplanétaire dont la Terre.
Au bout de 40 millions d’années de ce processus, 99 % de la planète Terre est accrétée. Un événement va amener la planète Terre pratiquement à sa taille actuelle et donner naissance à son satellite: la Lune. Il s’agit de sa collision entre 50 et 100 Ma après le début de l’origine de la Terre , il y a 4.568 Ga années, avec une planète de la taille de Mars: la planète Theia. L’énorme choc provoque la fusion de la partie externe et du manteau de la proto-Terre sur grande épaisseur.
La différenciation noyau-manteau de la proto-Terre [4.568 Ga à 4.538 Ga]
Pendant la période d’accrétion, la chaleur produite par les nombreux impacts météoritiques, la désintégration des éléments radioactifs présents dans la matière primitive et l’énergie gravitationnelle d’accrétion, a maintenu une température élevée et permis aux éléments les plus denses (fer, nickel) de la Proto-Terre de migrer vers le centre de la planète pour former un noyau métallique liquide (Fer, Nickel). A forte profondeur, des éléments silicatés se sont solidifiés autour du noyau formant un manteau solide qui sera recouvert par un océan magmatique généralisé.
La formation du noyau métallique est datée à 30 Ma après la formation du système solaire soit 4538 millions d’années (Ma). (voir ci-dessus l’ image de la Terre à l’Hadéen vers 4.468 Ga).
Un océan magmatique généralisé [4.568 Ga à 4.40 Ga]
Pendant toute la période d’accrétion incluant l’impact géant à l’origine de la Lune, un océan magmatique généralisé recouvrait la surface du globe. Les roches étaient en fusion jusqu’à une profondeur de 1000 kilomètres. La forte chaleur qui existait et qui maintenait les roches en fusion provenait de l’énergie gravitationnelle d’accrétion, de l’énergie de différenciation noyau/manteau, de la désintégration des nombreux éléments radioactifs et des impacts météoritiques. L’énorme choc de la planète Theia entre 50 et 100 Ma à l’origine de la formation de la Lune a contribué à la fusion de la partie externe du manteau de la proto-Terre sur une grande épaisseur.
A partir de 100 Ma, les conditions particulières de l’atmosphère (présence de certains gaz, énergie solaire faible, …) vont permettre à la chaleur de se dissiper dans l’atmosphère, l’océan magmatique va se refroidir en surface, la lave va se solidifier et une croûte magmatique figée composée de basaltes et de laves riches en magnésium appelées komatiites recouvra progressivement sur une faible épaisseur la partie supérieure de l’océan magmatique généralisé.
Agitée par des courants de convection violents dus aux différences de température présentes entre la surface et les profondeurs de l’océan magmatique généralisée, la croûte va se fragmenter en une multitude de micro-plaques qui à l’image d’une banquise vont flotter sur le magma sous-jacent et dériver au fil des mouvements de convection.
Des roches de la croûte magmatique vont s’enfoncer ou couler dans les profondeurs de l’océan magmatique généralisé qui continue de se refroidir. L’eau liquide de plus en plus présente dans l’atmosphère va permettre la formation de proto-océans. Peu à peu avec le refroidissement, la présence d’eau, l’océan magmatique généralisée va se structurer, le magma va se transformer en solide visqueux par cristallisation des minéraux qui vont se répartir selon leur densité: l’olivine vers le haut, la pérovskite vers le bas. L’océan magmatique généralisé va disparaitre après 160 millions d’années, laissant la place à un manteau solide et à une croûte solide de faible épaisseur, appelée: la croûte terrestre primitive.
La croûte terrestre primitive 4.4 Ga et la structuration de l’océan magmatique
Avec la perte de chaleur, les plaques qui forment la croûte terrestre primitive s’élargissent, des proto-océans alimentés par de fortes pluies et l’eau des météorites se forment. L’activité volcanique est intense, de nombreuses chaînes volcaniques percent la croûte terrestre primitive en formation et déversent sur celle-ci de grandes quantité de laves appelées: les komatiites*. La croûte terrestre primitive d’une dizaine de kilomètres d’épaisseur issue de la cristallisation supérieure de l’océan magmatique généralisé était constituée de basaltes et et de laves komatiites riches en magnésium et pauvres en silicium et aluminium. Elle flottait sur l’océan magmatique sous-jacent. Agitée par des courants de convection, les micro-plaques de la croûte terrestre primitive s’entrechoquent, les fragments sont recyclés dans la matière sous-jascente en fusion, de nouveaux types de magmas se forment que le volcanisme va faire remonter en surface sous forme de laves plus riches en silice. Par subduction des plaques vont également s’enfoncer dans le magma de l’océan magmatique. L’océan magmatique silicaté va progressivement par des phénomènes physique et chimiques se modifier, se structurer, se différencier et cristalliser à son tour pour former le manteau supérieur constitué de péridotites qui sont des roches ultrabasiques, composées de trois minéraux du groupe des silicates: l’olivine, le pyroxène et le grenat. La cristallisation du manteau supérieur se construit peu à peu par la cristallisation de l’olivine vers le haut et en profondeur par la transformation du pyroxène en pérovskite. La différenciation ou structuration de l’océan magmatique sera liée à la densité des minéraux, à la teneur en eau du magma et à la variation de pression en fonction de la profond.
Bombardement tardif (éléments sidérophiles) 4 à 3.9 Ga
Un événement daté entre 4 et 3.9 Ga marque la fin de l’Hadéen : suite à un déplacement de Jupiter vers le Soleil, la Terre subit un bombardement d’astéroïdes qui se détachent de la ceinture d’astéroïdes. Ce bombardement de météorites appelé bombardement tardif termine la période d’accrétion et va enrichir la composition de la croûte terrestre d’éléments sidérophiles, de fer et d’or.
A ce stade les continents n’existent toujours pas. La croûte terrestre primitive est différente de la croûte terrestre actuelle* que nous connaissons avec une croûte continentale* et une croûte océanique*.
Les noyaux continentaux les plus anciens ou premiers embryons de continents ne vont commencer à se former que vers la fin de l’Hadéen. (Voir ci-dessous paragraphe: Formation des noyaux continentaux les plus anciens et des cratons à la fin de l’Hadéen.)
L’atmosphère à l’Hadéen
Le champ de gravitation et la pression atmosphérique élevée qui existent à l’Hadéen vont retenir autour de la Terre , une atmosphère primitive composée d’éléments volatils provenant du dégazage de l’océan magmatique: diazote (N2), ammoniac (NH3), gaz carbonique (CO2), Méthane (CH4), vapeur d’eau (H2O), …. Le gaz carbonique va se fixer sur les silicates à la surface de l’écorce terrestre primitive. L’eau se serait ensuite condensée pour donner naissance à des océans. On note l’absence d’oxygène.
L’hydrosphère à l’Hadéen
Dès le début de l’Hadéen, apportée par les chondrites, l’eau est présente à la surface de la Terre et dans l’atmosphère. L’eau présente dans l’atmosphère se serait condensée pour donner naissance à des mers et des océans. Quand la température arrive en dessous du point critique qui est pour l’eau 374 °C sous 220 atmosphères de pression, la vapeur d’eau se condense, il pleut et des mers et des océans se mettent en place dans les bassins.
Ères: L’histoire de la Terre s’étend sur une période qui va de – 4.5 milliards d’années à nos jours, période relativement longue, au cours de laquelle de nombreux événements géologiques se sont produits : formation des continents, ouvertures et fermetures d’océans, formation des chaînes de montagnes, apparition de la vie, disparition d’espèces … Une échelle des temps géologiques représentant l’histoire de la Terre a été créé, elle classe chronologiquement les divers évènements géologiques qui sont intervenus depuis l’origine de la Terre , en tranches de temps appelées: éons, ères, périodes, époques, âges ou étages. Chaque éon dure de 500 Ma à 2 Ga et est divisé en plusieurs ères. Chaque ère couvre deux à trois cent millions d’années et est divisée en périodes. Chaque période est encore subdivisée en époques, elles-mêmes divisées en àges.
Basaltes* : roches magmatiques effusives issues du refroidissement des laves de l’océan magmatique et du volcanisme.
Les komatiites* sont des laves ultrabasiques, très fluides, à olivine riches en magnésium, pauvres en silicium, mises en place à une température de 1600°C, provenant de la fusion du manteau (le manteau est composée de roches nommées péridotites) et amenées en surface par les cheminées des nombreux volcans. Elles contiennent de l’olivine et du pyroxène. Elles apparaissent sous formes de laves en coussin lorsqu’elles ont été mises en place sous l’eau ou en surface sous forme de coulées. On les trouve dans les parties les plus anciennes des cratons (noyaux des continents). Elles ont été Identifiées près de la rivière Komati en Afrique du Sud. Ce sont des roches volcaniques de composition mantellique principalement d’age hadéen et archéen.
La croûte terrestre actuelle* existe en deux « variétés » radicalement différentes: la croûte continentale* solide qui porte les continents mélange de roches magmatiques ( granites, granitoïdes), métamorphiques et sédimentaires jusqu’à 70 km de profondeur et la croûte océanique* solide de nature essentiellement basaltique sous les océans jusqu’à 7 km de profondeur.
De nombreux critères différencient la croute continentale et la croute océanique : épaisseur caractéristique (typiquement 35 km pour la croûte continentale contre environ 6 km pour la croûte océanique), densité moyenne (2,7 contre 2,9), âge moyen des matériaux (en majorité entre 1 et 3 Ga contre moins de 200 Ma).
La croûte continentale actuelle formée de roches magmatiques plutoniques grenues allant des granodiorites aux granites a une composition différente de la croûte continentale archéenne formée de roches: TTG*.
Comment est structurée la planète Terre ?
La Terre est un corps composé d’une croûte terrestre continentale et océanique, d’un manteau, d’un noyau et d’une graine qui a reçu sa matière des systèmes stellaires précédents.
Comment la Terre s’est-elle structurée ?
Les éléments les plus denses du magma ont migré et se sont concentrés pour former le noyau de la Terre constitué de fer et de nickel. Sous l’effet de la pression et du refroidissement le fer s’est en partie cristallisé formant la graine solide.
Les éléments moins denses, moins lourds ont formés progressivement le manteau supérieur (olivine, pyroxènes) et les silicates se sont consolider pour former avec les komatiites la croûte terrestre primitive qui soumise à un intense bombardement météoritique et aux courants de convection va évoluer pour former des embryons de continents et progressivement la croûte terrestre actuelle que nous connaissons composée d’une croûte continentale et d’une croûte océanique.
Formation des noyaux continentaux les plus anciens et des cratons
De 4.3 Ga à la fin de l’Hadéen, les micro-plaques qui forment la croûte terrestre primitive animées par des phénomènes de convection vont s’enfoncer par subduction dans la matière en fusion sous-jacente où elles vont se transformer chimiquement et donner naissance en profondeur à des magmas siliceux légers qui en remontant vont cristalliser sous forme de roches de faible densité, non basaltiques, et former des massifs de roches composées de feldspaths, micas et quartz qui portent les noms de: tonalite, trondjhemite et granodiorite. On les regroupent sous le nom de: TTG* ( c’est à dire des granitoïdes* au sens large).
Une fois remontés en surface, ces massifs de roches de faible densité vont former des zones continentales étendues auxquelles on a donné le nom de cratons*. Les cratons vont évoluer, se développer en boucliers* et plate-formes* tout au long de la période suivante qu’est l’Archéen et former l’ossature des Proto-continents* . Les cratons sont les racines ancestrales des Amériques, de l’Afrique, de l’Asie, de l’Europe, de l’Australie et de l’Antartique.
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L’Univers en 8 minutes
Ahmed Miloud
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