Découvrez comment le changement climatique influence la dynamique des littoraux français, entraînant érosion et montée des eaux. Explorez les défis environnementaux et les solutions mises en place pour protéger ces espaces fragiles.
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Et si une soupe de composés chimiques était à l’origine de l’évolution de la vie sur Terre ? S’agissait-il de simples molécules perdues au milieu d’une vaste étendue de bouillon primitif ? Après des siècles de recherches sur l’histoire de la vie, la réalité n’en est sans doute pas si éloignée. Suite à la formation de la Terre, il y a 4,54 milliards d’années, la croûte terrestre et les océans de notre planète se sont formés. Au sein de cette vaste étendue d’eau, une symphonie d’éléments chimiques tels que le carbone, l’hydrogène, l’azote et bien d’autres, se seraient associés, tout d’abord de manière aléatoire. Puis, les agencements chimiques les plus stables ont été retenus par l’évolution : c’est la première application de la sélection naturelle. Embarquez dans une lecture qui vous révélera les secrets enfouis du vivant au cœur de cette histoire captivante.
Les origines de l’évolution de la vie sur Terre
Les premières traces de vie : des cellules primitives
La date d’apparition des premièrescellules est encore assez discutée au sein de la communauté scientifique. En effet, une trace de carbone dans des roches australiennes datées de 4,1 milliards d’années (Ga) pourrait renfermer la plus ancienne trace de la vie sur Terre. De nos jours, des échantillons d’ADN, issus d’organismes vivants, donnent une estimation des prémices d’une vie ancienne. Ils indiquent également que tous les organismes vivants descendent d’un microbe hypothétique qui serait notre dernier ancêtre commun universel, dénommé LUCA (Last Universal Common Ancestor). Cependant, un déluge de météorites aurait tué toute forme de vie précoce entre -4,1 et -3,9 Ga : un épisode connu sous le nom de Grand bombardement tardif. Ainsi, les scientifiques estiment que la première cellule fossile daterait d’environ 3,8 Ga. Cette forme de cellule primitive deviendra par la suite le noyau des cellules dites complexes.
Les stromatolithes : de la photosynthèse à une atmosphère oxygénée
Entre -3,4 et -3,5 Ga, les stromatolithes ont fait leur apparition. Ces structures rocheuses abritent des colonies de cyanobactéries capables de réaliser la photosynthèse anoxygénique (sans production de dioxygène). Entretemps, les bactéries ont commencé à coloniser la terre ferme. Des sols riches en matière organique datant de 2,9 Ga, ont prouvé l’existence de cette forme de vie primitive sur la terre ferme. Des bactéries fossiles ont également été retrouvées et estimées à 2,6 Ga.
Les stromatolithes de Shark Bay en Australie. Les premiers stromatolithes datent de plus de 3,4 milliards d’années. Crédit photo : Adobe Stock
La photosynthèse oxygénique (production d’oxygène) réalisée par les stromatolithes fait finalement son apparition il y a 2,45 Ga, libérant alors une grande quantité de dioxygène dans l’eau puis dans l’atmosphère : c’est la Grande oxydation. Il s’en suivra la première époque glaciaire.
Apparition et évolution de la cellule eucaryote
Les celluleseucaryotes sont des cellules complexes dotées d’un noyau qui contient leur matériel génétique (cellules végétales, animales et de champignons). Les cellules eucaryotes produisent des molécules qui leurs sont propres tels que les stéroïdes. Des traces de substances de ce type ont été trouvées dans des roches vieilles de 2,4 Ga. La plus ancienne trace fossile de cellule eucaryote correspond à un champignon fossile nommé Diskagma, qui serait vieux de 2,2 Ga.
Les cellules eucaryotes ont évolué en présence des mitochondries, qui sont devenues les centrales énergétiques des cellules complexes il y a 2 Ga. Par la suite, les cellules végétales ont également développé des chloroplastes il y a 1,5 Ga, leur permettant d’utiliser la lumière du soleil comme source d’énergie. Entretemps, deux lignées, respectivement semblables aux plantes et aux animaux, se sont divisées il y a 1,6 Ga.
Photographie et reconstitution de Diskagma buttonii, un champignon fossile ancien de 2,2 Ga, Afrique du Sud. Crédit photo : Retallack, via Wikimedia Commons
Apparition de la vie multicellulaire
Le plus ancien fossile d’un organisme pluricellulaire connu à ce jour est celui d’une algue : Bangiomorpha. Sur ce fossile datant de -1,2 Ga, des organesreproducteurs ont été identifiés ainsi que ce qui pourrait s’apparenter à un crampon (base de la tige servant à la fixation de l’organisme). Bangiomorpha est également le tout premier fossile d’un organisme eucaryote relevant d’un groupe toujours existant aujourd’hui : les algues rouges.
Selon des échantillons d’ADN actuels, les plantes et algues vertes seraient apparues il y a 934 millions d’années (Ma), tandis que les premiers animaux, des éponges, auraient fait leur apparition 184 Ma plus tard, il y a environ 750 Ma.
Explosion de la biodiversité
L’énigmatique faune de l’Édiacarien
La faune de l’Édiacarien (-635 à -541 Ma), qui doit son nom aux collines Édiacarien en Australie, est constituée d’organismes énigmatiques dont l’identification est encore discutée. Cependant, il s’agirait probablement des premiers fossiles de cnidaires (cousins des méduses et anémones marines actuelles) et même des premiers fossiles d’embryons d’animaux. Les animaux bilatériens auraient également émergé à cette époque comme le témoigne le fossile d’Ikariawariootia, un animal vermiforme daté de 555 Ma. Malheureusement, la plupart de ces espèces se sont éteintes à la fin de l’Édiacarien.
Diorama de la vie marine édiacarienne exposée à la Smithsonian Institution. Crédit photo : Ryan Somma, via Wikimédia Commons
L’explosion cambrienne et la vie océanique : une étape clé dans l’évolution de la vie sur Terre
Le Cambrien marque un tournant majeur dans l’histoire de l’évolution de la vie sur Terre. Située entre -542 et -485 Ma, cette époque est marquée par l’apparition de la plupart des groupes actuels d’animaux mais aussi quelques autres disparus entretemps. Ainsi, des fossiles des premierspoissons(Myllokunmingia et Haikouichthys) connus ont été datés de -530 Ma. Des empreintes, datant de la même période, ont prouvé la présence d’arthropodes sur la terre ferme. Des tissus fossilisés semblables à des os ont également été retrouvés et datés de -510 Ma.
Le géosite témoignant de la richesse biologique de cette période reste la faune de Burgess composée d’annélides (organismes vermiformes) et de chordés (principalement des arthropodes). Au total, ce sont plus de 80 000 spécimens de fossiles qui ont été retrouvés au sein du dépôt de schistes noirs du Parc national Yoho au Canada. Même si la faune retrouvée est exclusivement marine et principalement benthique (vivant proche du fond de l’océan), 140 espèces réparties en 119 genres ont été identifiés : 37% d’entre elles sont des arthropodes (19 espèces de trilobites) mais on retrouve également des algues, des mollusques, des éponges, des brachiopodes, et bien d’autres encore.
Les plantes n’en étaient pas moins présentes. En effet, des spores fossilisées datées de -470 Ma ont été retrouvées, prouvant la colonisation de la terre ferme par des plantes similaires à des mousses. Avec l’extinction Ordovicien-Silurien, près de 85% de ces espèces ont disparu. C’est la première extinction de masse que la Terre ait connue.
Fossile de Trilobite, Burgess, Parc national Yoho au Canada. Crédit photo : Edna Winti, via Wikimedia Commons
À la conquête de la terre ferme
Le Silurien (-443,4 à -419,2 Ma) est marqué par la sortie massive des eaux des organismes. Les plantes poursuivent alors leur conquête des territoires émergés. Une étonnante diversification des plantes terrestres débute durant le Dévonien (-419 à -359 Ma). Suite au développement des plantes ligneuses telles que les prêles ou les fougères au début de la période, les premières plantes à graines (ou spermaphytes) ont fait leur apparition au Dévonien supérieur. Des fossiles d’arbres datant de -380 Ma ont également prouvé l’existence des premières forêts.
Au cours de cette période, les animaux sortent également des eaux. Le fossile d’un mille-pattes daté de -428 Ma présente un corps qui suggère une respiration à l’air libre et une fécondation interne. Ces évolutions morphologiques vont permettre une importante diversification des animaux terrestres.
Un fossile de tétrapode daté de -375 Ma a prouvé l’émergence des premiers vertébrés terrestres avant de subir la seconde extinction de masse de la planète. Il s’agit l’extinction du Dévonien qui s’étend de −380 à −360 Ma qui a fait disparaître près de 75% des espèces.
Développement du gigantisme au Carbonifère
Le Carbonifère est une période géologique très riche en dioxygène marquée par un gigantisme chez les animaux et végétaux. Son nom provient des couches de charbon laissées en Europe de l’Ouest issues de la dégradation de toute la matière végétale de l’époque.
Si l’on souhaite se représenter cette période, il suffit d’imaginer des forêts primitives peuplées d’arbres de près de 40m de haut (lépidodendrons), de fougères arborescentes entre lesquels slaloment des mille-pattes géants (myriapodes) et libellules géantes de 70 cm d’envergure (meganeura).
Comparaison de l’envergure des libellules géantes du Carbonifère avec la taille moyenne d’une femme actuelle. Crédit infographie : Élise Heinen
Cette période est également marquée par la formation d’un supercontinent nommé La Pangée ainsi que par l’émergence de plusieurs groupes d’animaux encore présents aujourd’hui tels que les amphibiens (-360 Ma), les amniotes (-330 Ma) ou encore les reptiles (-318 Ma). Même si les mammifères n’ont pas fait leur apparition immédiatement, la découverte d’un fossile de cynodonte datant de -260 Ma présente des caractéristiques morphologiques intéressantes. En effet, ce reptile mammalien possédait une mâchoire puissante avec des dents différentes et une grande boîte crânienne. Ces caractéristiques seront ensuite transmises à ses descendants : les mammifères.
L’extinction permienne a marqué la fin de l’ère géologique du Paléozoïque. Celle-ci reste à ce jour la plus grande extinction de masse jamais connue par la biosphère. Elle décima près de 70% de la biodiversité de l’époque dont 95% des espèces marines.
« Les humains ne sont pas le résultat final d’un progrès évolutif prédictible mais plutôt une minuscule brindille sur l’énorme buisson arborescent de la vie qui ne repousserait sûrement pas si la graine de cet arbre était mise en terre une seconde fois. » Stephen Jay Gould, Paléontologue
L'histoire de l'évolution de la vie sur Terre
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Faune et flore du site fossilifère du lac Messel : témoin de l’avènement des mammifères. Crédit infographie : Élise Heinen
Fossile de Trilobite, Burgess, Parc national Yoho au Canada. Crédit photo : Edna Winti, via Wikimedia Commons
Photographie et reconstitution de Diskagma buttonii, un champignon fossile ancien de 2,2 Ga, Afrique du Sud. Crédit photo : Retallack, via Wikimedia Commons
Comparaison de l’envergure des libellules géantes du Carbonifère avec la taille moyenne d’une femme actuelle. Crédit infographie : Élise Heinen
Squelette « Lucy » (AL 288-1) Australopithecus afarensis. Crédit photo : Muséum national d’histoire naturelle, Paris, via Wikimedia Commons
Diorama de la vie marine édiacarienne exposée à la Smithsonian Institution. Crédit photo : Ryan Somma, via Wikimédia Commons
Les stromatolithes de Shark Bay en Australie. Les premiers stromatolithes datent de plus de 3,4 milliards d'années. Crédit photo : Adobe Stock
Des dinosaures aux premiers Hommes
Apparition des dinosaures et des mammifères
Les premiers fossiles de dinosaures datés de -231 Ma annoncent l’ère des reptiles géants. Cependant, ce n’est pas le seul groupe à apparaître et à s’étendre au Trias (-252,2 Ma à -201,3 Ma). En effet, les premiers mammifères apparaissent peu de temps après l’apparition des dinosaures avec notamment l’apparition d’Adelobasileus (-225 Ma), une sorte de rat probablement insectivore. Ce n’est que 15 millions d’années plus tard que la production de lait chez les mammifères fera son apparition.
Étonnamment, c’est l’extinction Trias-Jurassique (-200 Ma) qui permettra l’explosion radiative (évolution rapide) des dinosaures et des mammifères en libérant notamment des niches écologiques.
Un règne de 166 millions d’années…
Les dinosaures ont marqué une étape importante dans l’histoire de l’évolution de la vie sur Terre, malgré leur extinction à la limite Crétacé-Paléogène aussi tragique que brutale. Leur disparition serait vraisemblablement liée à l’impact sur Terre d’un astéroïde, entre autres, il y a 66 Ma. Leur présence sur Terre s’apparente à un véritable règne, de 166 millions d’années. Durant cette période, les dinosaures ont eu la chance d’assister à des évolutions majeures du vivant : de la diversification des plantes à graines et à fleurs (-190 Ma et -120 Ma) à la maîtrise de l’art du vol chez les oiseaux (archæoptéryx, -150 Ma) en passant par la division du supercontinent de la Pangée…
Débuts de l’âge d’or des mammifères
L’extinction Crétacé-Paléogène n’a pas causé uniquement de tort aux dinosaures. Les mammifères ont également été touchés et quasiment éradiqués. Cependant, quelques espèces ont survécu, particulièrement des placentaires. Les placentaires sont des organismes dont la progéniture se développe la majeure partie de son temps dans l’utérus de la femelle grâce au placenta. Celui-ci assure de nombreux échanges entre la mère et sa progéniture.
Ainsi, les premiers primates ont fait leur apparition il y a 56 Ma, puis les grands singes, il y a 25 millions d’années. Entretemps, la faune et la flore se sont développées et diversifiées considérablement pour se rapprocher de celles que nous connaissons aujourd’hui. Le site fossilifère du lac de Messel en Allemagne est daté de 47 Ma à 48 Ma et représente une véritable capsule temporelle traduisant notamment de l’évolution des mammifères.
Faune et flore du site fossilifère du lac Messel : une étape clé dans l’histoire de l’évolution du vivant. Crédit infographie : Élise Heinen
Des mammifères à la lignée humaine
Squelette « Lucy » (AL 288-1) Australopithecus afarensis. Crédit photo : Muséum national d’histoire naturelle, Paris, via Wikimedia Commons
Les grands-singes ont évolué rapidement. La séparation entre les prémices de la lignée humaine et celle des chimpanzés est encore discutée par les spécialistes mais les estimations varient en général entre 6 et 10 Ma. Il s’en suivra le début de la Préhistoire qui s’étend de –2,8 Ma à 3 300 avant Jésus-Christ. Les bornes de cette période sont marquées par l’apparition de la lignée humaine, et l’invention de l’écriture qui marquera le début de l’Antiquité.
Les origines de l’Homme sont encore assez floues dans la toile paléontologique. Cependant, certains fossiles emblématiques nous aident à mieux comprendre cette période et l’évolution du genre humain. Parmi eux Lucy, un spécimen fossile australopithèque Australopithecusafarensis (espèce éteinte). Ce spécimen appartenant à la lignée humaine est daté de 3,18 millions d’années. Longtemps considéré comme le plus ancien fossile de la lignée humaine, Lucy s’est vue détrônée par Abel qui est le premier spécimen de l’hominidé fossile Australopithecusbahrelghazali, découvert en 1995. Il aurait vécu entre 3,5 et 3 Ma et serait un contemporain d’Australopithecusafarensis.
En résumé…
Si l’on devait représenter l’histoire de l’évolution de la vie sur Terre sur une horloge, la Terre se formerait à minuit. Les premières formes de vie apparaîtraient à 4h10 du matin, tandis que les premiers organismes pluricellulaires feraient leur apparition à 17h45. Les dinosaures arriveraient à 23h40 et l’Homme seulement à 23h59 et 56 secondes…
RETENEZ
Les formes de vie les plus anciennes sur Terre dateraient de 3,8 milliards d’années.
Les stromatolithes ont joué un rôle essentiel dans l’évolution de la vie sur Terre en oxygénant les océans et l’atmosphère terrestre.
L’apparition des premières formes de vie multicellulaire, puis l’explosion cambrienne il y a 542 Ma, ont conduit à une grande diversité biologique sur Terre.
Les plantes et les animaux ont progressivement conquis la terre ferme, tandis que les dinosaures ont dominé la Terre pendant 166 millions d’années.
L’évolution humaine a débuté il y a 6 à 10 millions d’années, aboutissant à notre espèce : Homo sapiens ou « homme moderne ».
Coenraads RR, Koivula JI. Géologica: la dynamique de la terre les temps géologiques, les supercontinents, le climat, les formes de relief, les animaux, les plantes. Königswinter (Allemagne)] [Paris : H. F. Ullmann; 2008.
Cet article rend uniquement compte de certains résultats relayés dans le premier volet du 6ème rapport (août 2021) du Groupe Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat (GIEC), dédié à la « physique du climat ». Le deuxième volet de ce rapport à été rendu public le 28 février 2022. En avril 2022, le GIEC a publié un troisième volet concernant les solutions à mettre en place pour réduire les gaz à effet de serre. Pour des raisons éditoriales, les messages clés de ces deux derniers volets ne sont pas abordés dans cet article. Au-delà du relais des messages clés du premier volet du rapport (en 4ème partie), cet article a pour volonté de vulgariser le fonctionnement du climat terrestre, la notion de réchauffement climatique ou encore de détailler les missions et le fonctionnement du GIEC.
En février 2022, le second volet du 6ème rapport du Groupe Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat (GIEC) a été rendu public. Il dresse un bilan sans appel sur les impacts du réchauffement climatique. Les messages sont alarmants : l’ensemble de la planète et des écosystèmes sont menacés. Selon les estimations, entre 3,3 et 3,6 milliards de personnes vivent dans des zones fragilisées par les effets du changement climatique.
Ce second volet fait suite à celui publié à l’été 2021, qui s’attardait sur les aspects physiques du changement climatique. Dans ce premier volet, les experts du climat tiraient déjà la sonnette d’alarme. L’un des messages repris par les médias était sans équivoque : « Les activités humaines sont responsables d’un réchauffement accéléré de la planète et les conséquences sont très alarmantes. »
Cet article se concentre uniquement sur les messages du premier volet du 6ème rapport du GIEC, publié en août 2021. Mais avant de se lancer dans le décryptage de ce premier volet et les missions du GIEC, il est intéressant de revenir sur certaines notions de climatologie pour mieux appréhender les dérèglements climatiques en cours et à venir. Comment définir le climat ? A quoi sont dus les changements climatiques terrestres ? Qu’est-ce que le réchauffement climatique ? Quelles en sont les causes et les conséquences ? De quelle manière les activités humaines influencent-elles le système climatique ? Quels sont les futurs climatiques possibles pour la Terre et l’Humanité ? Décryptage d’un phénomène complexe.
Qu’est-ce que le climat ?
Le climat en quelques mots : définition et classification
Un climat se définit par une succession de conditions météorologiques (moyennes des températures, de pression, vents observés, précipitations, etc.) sur une période et dans une région donnée. Ces observations doivent se répéter sur un lapse de temps relativement long (au moins 30 ans selon l’Organisation Mondiale de la Météorologie).
La classification des climats se fait en général en croisant les données des températures et précipitations. De ces croisements se dégagent 5 grandes zones climatiques : équatoriale, sèche, tempérée, continentale et polaire.
Classification des climats de Köppen-Geiger. Les couleurs correspondent à différents types de climat, eux-mêmes définis par des niveaux moyens de températures et précipitations enregistrés au cours d’une année. Crédit photo : Rubel and Kottek.
Sur la planète, pourquoi observe-t-on différents climats ? Par exemple, pourquoi les températures sont-elles si froides aux pôles et si élevées à l’équateur ?
Pour y répondre, il faut revenir en amont sur la notion de températures.
Les températures, clés de voute du système climatique
Energie des rayons du Soleil et phénomène d’effet de serre
Tout commence avec le Soleil qui émet des rayons lumineux. Ces rayons arrivent dans l’atmosphère terrestre. Ils sont alors réfléchis vers l’espace (30 %) ou absorbés (70 %) par l’atmosphère, les continents et les océans.
En absorbant les rayons solaires, la planète capte de l’énergie et se réchauffe. A son tour, elle va restituer de l’énergie, donc se refroidir. De cet échange thermique se crée un équilibre de températures.
L’énergie libérée par la planète se fait sous forme de chaleur (30 %) et rayonnement infrarouge (115 %). Les infrarouges seront alors absorbés en grande partie par les particules atmosphériques (97 %). Celles-ci émettront à leur tour dans toutes les directions un rayonnement de même longueur d’onde (102 %).
Sans atmosphère, les infrarouges repartiraient vers l’espace. Une grande quantité d’énergie serait donc perdue. Ce phénomène est celui de l’effet de serre : il est avant tout un phénomène naturel. L’effet de serre régule le climat et maintient les températures à des niveaux en dessous desquels la vie sur terre ne serait pas possible. Car sans lui, il ferait jusqu’à – 18 °C sur notre planète !
Les flèches de couleur grise décrivent les flux des rayons lumineux à la surface de la planète. Les rayons du Soleil arrivent dans l’atmosphère et à la surface de la Terre : ils sont réfléchis vers l’espace ou absorbés. Les surfaces qui absorbent les rayons solaires émettent un rayonnement infrarouge, qui sera à son tour absorbé dans l’atmosphère ou retransmis vers l’espace. Les surfaces terrestres libèrent aussi de l’énergie sous forme de chaleur (flèche rouge) ou par évapotranspiration (flèche orange). L’énergie des rayons lumineux est exprimée en W/m². De ces échanges se crée un équilibre de températures à la surface de la planète. Crédit photo : Kiehl et Trenberth, 1997
Structure des continents, des océans et de l’atmosphère : quelles influences sur les températures ?
Le pouvoir réfléchissant ou absorbant des rayons varie selon les surfaces rencontrées. Sur les continents, l’occupation des sols impactera le devenir des rayons du Soleil : par exemple, réflexion élevée par un sol neigeux et absorption importante par une végétation sombre. En termes plus techniques, ces caractéristiques correspondent à l’albédo, ou part du rayonnement solaire renvoyé par une surface. Les valeurs de l’albédo sont comprises entre 0 et 1, allant du moins au plus réfléchissant.
Dans le cas des infrarouges, c’est dans l’atmosphère que les choses se jouent. Certains gaz ont une forte capacité à absorber ces rayons : il s’agit des gaz à effet de serre. Parmi les plus célèbres, l’eau (H2O), le dioxyde de carbone (CO2), le méthane, (CH4) ou le dioxyde d’azote (NO2). Et malgré le fait qu’ils soient à l’état de traces dans l’atmosphère (par exemple, il n’y a que 0,04 % de CO2 dans l’air), ils sont à l’origine du phénomène d’effet de serre. C’est la raison pour laquelle, la variation de leurs concentrations impacte l’équilibre des températures.
Les températures diffèrent d’une région à l’autre et selon la période de l’année
Parce que la Terre est sphérique, la quantité de rayons lumineux est plus importante au niveau de l’équateur et diminue en se dirigeant vers les pôles. C’est pour cela que les températures sont différentes d’une région à l’autre.
Pour comprendre les saisons, il faut revenir sur le mouvement de la Terre. Celle-ci tourne autour du soleil en 365 jours et sur elle-même en 24 heures. Or, son axe de rotation est incliné. En raison de cette obliquité et du mouvement quasi-circulaire de la Terre autour Soleil, la quantité d’énergie solaire reçue varie au cours de l’année.
Les équinoxes et les solstices. Crédit image : Adobe Stock.
Les températures sont centrales pour comprendre le climat. Mais celui-ci ne se résume pas à cet unique paramètre.
Précipitations et vents : deux autres éléments centraux pour définir un climat
La formation des précipitations est liée aux températures. Lorsqu’il fait plus chaud, le phénomène d’évapotranspiration, processus par lequel l’eau passe de l’état liquide à l’état gazeux, est accentué. Les molécules d’eau sont moins denses sous forme gazeuse : elles montent alors dans l’atmosphère. Lors de cette ascension, les températures diminuent avec l’altitude, l’eau se condense, les nuages se forment, puis la restituent sous forme de précipitations.
La formation des vents résulte des différences de températures et de pression entre les différentes régions du globe : des courants d’air chauds se déplacent de l’équateur vers les pôles. La rotation de la Terre joue sur les trajectoires de ces vents ; ils sont déviés vers la droite dans l’Hémisphère Nord et vers la gauche dans l’Hémisphère Sud.
Ces descriptions très résumées illustrent la place centrale des températures, ainsi que l’interconnexion entre les différents indicateurs et phénomènes climatiques. De ces interconnexions découle notamment un climat qui, à l’échelle de la planète, évolue avec le temps.
Depuis le début de l’histoire de la Terre, le climat fluctue
Les facteurs naturels qui font varier le climat
Le climat de la Terre n’est pas figé. Les climatologues ont mis en évidence des variations notables sur des centaines de milliers d’années. Les alternances entre ères glaciaires et interglaciaires en sont l’illustration.
Il existe donc des facteurs naturels pour expliquer les changements climatiques :
Le facteur le plus cité est la variation de l’angle d’inclinaison de l’orbite de la Terre autour du Soleil. Cette variation joue sur l’intensité de l’énergie solaire reçue et donc sur les équilibres de températures ;
Un deuxième facteur est la variation de la concentration atmosphérique en CO2, qui a été corrélée aux alternances entre ères glaciaires et interglaciaires. Ces variations sont liées à la présence plus ou moins importante de puits naturels de carbone sur Terre. Ces puits captent et stockent la matière carbonée, ce qui joue sur les concentrations atmosphériques. Il s’agit des végétaux, roches sédimentaires, etc. ;
Bien que moins cité, le mouvement des plaques a aussi un rôle. En impactant les circulations océaniques, il joue sur les échanges d’énergie entre océans, continents et atmosphère, ce qui perturbe les équilibres de températures.
Enfin, les grands épisodes volcaniques modifient les concentrations atmosphériques en certaines particules, les aérosols soufrés en particulier. Ces aérosols réfléchissent fortement les rayons du Soleil, ce qui refroidit l’atmosphère.
Les facteurs anthropiques qui font varier le climat
Depuis l’ère préindustrielle, le climat se réchauffe et à des vitesses sans précédent si l’on remonte les 800 000 dernières années d’histoire climatique de la Terre (+1,2°C environ entre 1880 et aujourd’hui). Ces vitesses de réchauffement ne peuvent pas uniquement trouver leur origine dans des causes naturelles.
Depuis cette période, ce sont les activités humaines qui ont fortement joué sur l’évolution du climat.
Le principal facteur est la libération dans l’atmosphère de gaz à effet de serre. Ils sont la conséquence du développement des industries et de la combustion des énergies fossiles. Une deuxième cause anthropique est l’occupation des sols. L’exemple le plus cité est celui de la destruction des puits de carbone naturels via notamment les déforestations massives. Or, ces puits ont la capacité de compenser en partie l’accumulation de carbone atmosphérique.
La prise de conscience des impacts anthropiques sur le climat est récente et a émergé courant de la seconde moitié du 20ème siècle. C’est dans ce contexte que le Groupe Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat (GIEC) est né.
Quels sont les objectifs de ce groupe et comment fonctionne-t-il ?
Le GIEC, une expertise collective sur l’évolution du climat
En 1988, sous l’impulsion des gouvernements du G7, le GIEC voit le jour. Cette époque est marquée par une prise de conscience des liens possibles entre activités humaines et réchauffement planétaire. En 1979, le météorologue américain Jules Charney rapporte un lien entre concentration atmosphérique en dioxyde de carbone (CO2) et élévations des températures. Plus tard, en 1987, le glaciologue français Claude Lorius et son équipe confirmaient cette corrélation.
Depuis cette date, le GIEC réunit les experts scientifiques de différentes disciplines en vue de rassembler, évaluer et synthétiser les connaissances sur le changement climatique. Le GIEC n’est pas une instance décisionnelle. En revanche, les résultats de leurs expertises doivent appuyer les décisions en matière de politiques environnementales.
Le GIEC s’organise autour d’une assemblée générale (AG), constituée des représentants des 195 pays membres, ainsi que d’un bureau ou organe exécutif. L’AG se réunit plusieurs fois par an et acte sur les orientations thématiques abordées par les différents groupes de travail du GIEC. Le bureau, composé d’une trentaine de scientifiques, réunit les experts et coordonne l’élaboration des rapports d’évaluation, environ tous les 5 ans.
Le GIEC fonctionne par cycle. A chaque cycle, un rapport est élaboré, lui-même s’articulant autour de quatre volets thématiques ;
Éléments scientifiques du système et changement climatiques,
Éléments d’impacts et de vulnérabilité du changement climatique sur les différents systèmes, et adaptations possibles,
Éléments d’atténuation du changement climatique,
Inventaires nationaux sur les gaz à effet de serre (GES) et mise en place d’un guide méthodologique pour le suivi des émissions.
Structure et organisation du Groupe Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat. Crédit photo : IPCC
En août 2021 a été publié le 1er volet du 6ème rapport du GIEC sur les « fondements scientifiques du changement climatique ». En termes simples, ce rapport dresse un bilan exhaustif et actualisé de l’état des connaissances scientifiques sur les causes physiques du réchauffement climatique et de ses liens avec les activités anthropiques. Un rapport complet et un résumé pour les décideurs politiques sont mis à disposition du grand public.
Que retenir de ce dernier rapport ?
6ème rapport du GIEC : quelle photographie du climat en 2022 ?
L’impact des activités humaines sur le climat est avéré
L’Homme est le principal responsable de la hausse des températures mondiales
Dès la fin du 19ème siècle, les températures moyennes à la surface du globe ont commencé à augmenter. Cette tendance n’a fait que s’accentuer et les dernières années ont été les plus chaudes jamais enregistrées depuis des décennies.
Aujourd’hui, il est possible d’affirmer la nature anthropique de ce réchauffement. Entre les périodes actuelles et préindustrielles (2010-2019 vs. 1850-1900), les activités humaines auraient été responsables d’une hausse des températures d’environ 1,07°C. Les modélisations des climatologues montrent même que, sans l’Homme, la planète se serait même refroidie au cours du 20ème siècle.
Évolutions des températures moyennes de surface
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Évolution des températures de surface (moyennes décennales) reconstruites (1-2000) et observées (1850-2020). La reconstruction des températures moyennes de surface est rendue possible par la paléoclimatologie. Une rupture nette de la courbe est observée à partir de 1850, période marquée par l’explosion industrielle. Crédit photo : IPCC
Évolutions des températures de surface (moyennes annuelles) observées et estimées à partir de facteurs naturels ou humains. Les courbes rouge et bleue ont été construites à partir de modèles climatiques. Pour la courbe rouge, les émissions de gaz à effet de serre d’origine anthropique et les facteurs naturels (rayonnement solaire et volcanisme) sont intégrés aux modèles. Pour la courbe bleue, seuls les facteurs naturels sont pris en compte. Cette figure montre que l’intégration des facteurs humains est nécessaire pour reproduire les températures observées (courbe noire). Crédit photo : IPCC
Entre les périodes actuelles et préindustrielles, les activités humaines auraient été responsables d’une hausse des températures d’environ 1,07°C. Sans l’Homme, la planète se serait même refroidie au cours du 20ème siècle.
Toutes les régions du globe sont impactées par le réchauffement climatique. Cependant, certaines zones sont plus touchées que d’autres, notamment au niveau des pôles.
Anomalies observées sur les températures moyennes de surface, juillet 2019, période de référence : 1981-2010. Les zones rouges indiquent qu’en 2019 les températures étaient plus élevées que les moyennes enregistrées sur la période de référence. Les zones bleues indiquent des températures moins élevées. L’intensité de la couleur correspond à l’importance de l’écart. Cette carte illustre bien le réchauffement global de la planète (prédominance des zones rouges), ainsi que l’importance des variations régionales. Crédit photo : Copernicus Climate Change Service/ECMWF
Bouleversement du système climatique et fragilisation des écosystèmes
Les précipitations moyennes à la surface des continents augmentent depuis 1950 et de plus en plus rapidement depuis les années 80.
Entre 1901 et 2018, le niveaumoyendesmers s’est élevé, avec une estimation moyenne de +0,20 m. Cette hausse s’est accélérée tout au long du 20ème siècle et depuis les années 70, l’Homme serait le principal responsable.
Dans l’Hémisphère Nord, la banquise, le permafrost et les glaciers sont en net recul. Entre 2011 et 2020, l’étendue moyenne de la banquise n’avait jamais atteint des niveaux aussi bas depuis 1950. Et les glaciers continentaux perdent aussi du terrain, à des niveaux sans précédents si l’on regarde les 2 000 dernières années.
Les évènements climatiques extrêmes sont plus nombreux et leurs impacts plus violents : extrêmes de chaleur, précipitations diluviennes, épisodes de sécheresses, intensité des épisodes de moussons, intensification des cyclones.
De nombreuses espèces végétales et animales sont contraintes de migrer vers de nouvelles aires géographiques.
Les saisons sont perturbées. Les printemps précoces dans l’Hémisphère Nord en sont un exemple.
Ces perturbations sont liées à l’élévation des températures. Par exemple, le réchauffement favorise le phénomène d’évapotranspiration, donc celui des précipitations. Il provoque une accélération de la fonte des glaces. Ou encore, parce que les températures s’élèvent, les molécules d’eau se dilatent, ce qui engendre une élévation du niveau des mers.
Dérèglements climatiques et bouleversements des écosystèmes
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Anomalies observées sur les précipitations moyennes de surface, janvier 2021 – septembre 2021, période de référence : 1951-2000. Les zones bleues indiquent qu’en 2019 les précipitations étaient plus importantes que les moyennes enregistrées sur la période de référence. Les zones brunes indiquent des précipitations moins importantes. L'intensité de la couleur correspond à l'importance de l'écart. A l'échelle de la planète, les précipitations moyennes de surface sont en hausse. En revanche, cette carte illustre bien les hétérogénéités marquées entre les différentes régions : intensification des précipitations en Asie du Sud-Est par exemple et désertification dans de nombreuses zones subtropicales. Crédit photo : Centre mondial de climatologie des précipitations (GPCC), Service météorologique allemand (Allemagne).
Comparaison de l'étendue de la banquise de l’Arctique entre septembre 1984 et septembre 2016. Crédit photo : NASA
Le climat évolue et l’origine anthropique est certaine. Mais comment les activités humaines impactent-elles le climat ?
Les gaz à effet de serre et réchauffement du climat
Ce sont les émissions de gaz à effet de serre (GES) qui provoquent en grande partie l’élévation des températures : en renforçant le phénomène d’effet de serre, elles provoquent un réchauffement global de la planète.
Depuis l’ère préindustrielle, leurs concentrations augmentent dans l’atmosphère. Ces hausses sont liées aux émissions anthropiques : entre 1750 et 2020, + 47 % pour les concentrations en CO2, + 156 % pour le CH4 et + 23 % pour le N2O.
Le dioxyde de carbone (CO2) arrive en tête des GES jouant le plus sur le réchauffement climatique, avec des émissions de plus de 40 gigatonnes par an. La concentration du CO2 dans l’atmosphère s’élève aujourd’hui à 410-415 parties par million (ppm). Selon une étude publié en 2019, dans la revue NatureAdvances, pour retrouver de telles concentrations il faut remonter au Pliocène, il y a 3 millions d’années. A l’époque, les températures étaient vraisemblablement plus élevées de 3 à 4°C qu’aujourd’hui.
Les émissions de GES ne déséquilibrent pas uniquement les températures. L’un des exemples est celui de l’acidification des océans, qui absorbent de plus en plus de CO2. Cette acidification perturbe les écosystèmes marins. En particulier, elle favorise la dissolution des coquilles de crustacés et des coraux, ce qui menace directement leur survie.
Aujourd’hui, les scientifiques tentent de répondre à l’une des questions clé pour le siècle à venir : quels futurs possibles pour le climat ?
Les futurs climatiques possibles
Pour appréhender le climat, différents scenarii ont été imaginés par le GIEC, avec un accent particulier mis sur les émissions de GES. Pour simplifier, 5 projections climatiques ont été émises, allant de niveaux d’émissions très faibles à très élevés.
Hausse des températures et projections climatiques
Quels que soient les niveaux d’émissions futurs, les températures moyennes à la surface de la planète continueront d’augmenter d’ici 2050 ;
Seules des réductions drastiques des émissions en GES permettraient de ne pas dépasser les seuils de 1,5°C et 2,0°C d’ici à 2100 ;
Pour limiter le réchauffement à un niveau de 1,5 °C, il faudrait réduire les émissions mondiales de CO2 de 50 % d’ici l’horizon 2030 et atteindre la neutralité carbone d’ici 2050 ;
Si l’on conserve le rythme actuel d’émissions en CO2, il ne nous resterait que dix ans avant d’atteindre les 1,5 °C.
En prenant la période préindustrielle comme référence, les estimations d’ici 2081-2100 montrent des élévations de températures :
Entre + 1,0 et + 1,8°C pour des niveaux d’émissions très faibles ;
Entre + 2,1 et+ 3,5°C pour des niveaux d’émissions moyens ;
Entre + 3,3 et + 5,7°C pour des niveaux d’émissions très élevés.
Hausse des températures et projections climatiques
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Contribution des émissions anthropiques au réchauffement global, selon 5 scenarii. Pour chaque scenario, les évolutions des températures moyennes de surface (comparaison entre les périodes 2081-2100 et 1850-1900) sont présentées. Sur chaque diagramme, le bâton de gauche correspond à l’évolution des températures attribuable à l’ensemble des particules émises. Les trois autres bâtons correspondent respectivement à l’évolution des températures attribuable aux émissions isolées de CO2, de gaz à effet de serre hors CO2 et d'aérosols. Crédit photo : IPCC
Évolutions des émissions de gaz à effet de serre, en équivalent CO2, selon différents scenarii. Le GIEC a imaginé 5 scenarii d’émissions de gaz à effet de serre. Ces scenarii sont ensuite utilisés dans les modèles pour prévoir les futurs climatiques. Pour simplifier, 5 hypothèses ont été retenues : 1- Réductions importantes des émissions, atteinte de la neutralité carbone aux environs de 2050, puis poursuite des réductions d’ici 2100 : niveaux qualifiés de très faibles ou faibles, 2- Émissions constantes par rapport aux niveaux actuels d’ici 2050 : niveaux moyen, 3- Intensification des émissions, du simple au double d’ici 2100 ou 2050 : niveaux élevés ou très élevés. Crédit photo : IPCC
Toutes les régions du globe sont concernées par ces projections. En revanche, les surfaces terrestres se réchaufferont davantage que les océans. Les zones Arctiques seront les aires géographiques les plus impactées à l’échelle de la planète.
Intensification des bouleversements climatologiques et météorologiques
La hausse des températures moyennes à la surface de la planète jouera sur l’évolution du système climatique dans son ensemble. Plus celles-ci seront élevées, plus les changements se feront intenses et fréquents :
Les précipitations moyennes seront en hausse au niveau des continents : à l’échelle de la planète, chaque degré supplémentaire entraînera une intensification d’environ 7 % de ces moyennes ;
Les climats très humides ou très secs seront de plus en plus humides versus de plus en plus secs ;
Les épisodes de moussons seront plus nombreux et plus intenses ;
Les tempêtes estivales de latitudes moyennes dans l’Hémisphère Sud seront plus intenses et changeront d’aire géographique, en migrant vers le Sud ;
Variations annuelles des précipitations moyennes de surface, selon différents scenarii de réchauffement, en comparaison de 1850-1900. Pour trois scenarii de réchauffement, les évolutions annuelles des précipitations moyennes de surface sont estimées (période de référence 1850-1900). Dans le cas des précipitations, les zones de couleurs jaune ou orangée correspondent à des baisses de précipitations et les zones de couleurs bleues à des hausses. Crédit photo : IPCC
Des changements climatiques irréversibles
Bien que les émissions futures en GES influent leur devenir, certaines évolutions ont d’ores et déjà atteint des points de non-retours. Pour celles-ci, les tendances observées se poursuivront tout au long du siècle à venir :
Les océans continueront de se réchauffer et s’acidifier tout au long du 21ème siècle ;
Les glaciers et neiges montagneuses poursuivront leur recul sur des dizaines voire des centaines d’années ;
La calotte glaciaire du Groenland continuera de perdre du terrain tout au long du 21ème siècle et ce recul ne fera que s’accélérer avec une hausse des émissions en GES. En 2012, une étude publiée dans la revue Nature, révélait un risque de disparition de cette calotte d’ici 2100 pour un réchauffement estimé à 1,6°C ;
Le niveau moyen des mers continuera d’augmenter tout au long du 21ème siècle et plus les émissions en GES seront importantes, plus ces élévations seront marquées.
Épilogue…
L’Homme est responsable du changement climatique et de son accélération.
Les émissions de gaz à effet de serre jouent un rôle central dans le réchauffement de la planète, à la fois de l’atmosphère, des continents et des océans.
Ce réchauffement est lui-même à l’origine des perturbations observées sur le système climatique dans son ensemble : hausses des précipitations, élévations du niveau de la mer, intensification des évènements extrêmes, recul des banquises, des calottes glaciaires et des glaciers continentaux, bouleversement des saisons, etc.
Les dernières projections climatiques montrent clairement qu’en l’absence de réduction drastique et rapide des émissions de gaz à effet de serre, le réchauffement global se poursuivra, pour dépasser les seuils symboliques de 1,5 °C et 2,0 °C. L’atteinte, a minima, de la neutralité carbone à l’horizon 2050 est l’un des objectifs principaux.
Le second volet du rapport du GIEC, publié en février 2022, révèle qu’une limitation du réchauffement à 1,5°C serait nécessaire pour limiter de trop graves conséquences sur les écosystèmes de la planète et les sociétés humaines. Pour l’illustrer, les propos du secrétaire général des Nations Unies, Antonio Guterres, sont criants : « Ce dernier rapport est un Atlas de la souffrance humaine et un constat accablant de l’échec du leadership climatique. Il révèle que les humains et la planète se font démolir par le changement climatique ».
Dans ce même rapport, les experts du GIEC mettent l’accent sur le développement du caractère résilient des écosystèmes et des sociétés humaines. En d’autres termes, le choix de politiques plus durables, de mesures d’adaptation au changement climatique, aurait rapidement des effets positifs sur l’état de notre planète et la santé de nombreux écosystèmes.
Des exemples en termes d’adaptation sont d’ailleurs présentés, avec des différences contrastées entre régions de la planète : adaptations urbaines face aux risques d’inondation, développement d’une nature en ville, transition sur les pratiques agricoles pour faire face à l’aridification, limitation de la déforestation, décarbonation de l’énergie, des transports, utilisation raisonnée des sols, méthodes de stockage du carbone, etc.
Un troisième et dernier volet du sixième cycle de rapports du GIEC est attendu en avril prochain. Dans celui-ci seront présentées les mesures d’atténuation, deuxième pilier pour limiter l’intensité du changement climatique.
A la sortie de la lecture de ces deux rapports du GIEC, il n’y a en tout cas plus de doute sur l’existence d’une urgence climatique planétaire.
RETENEZ
Les températures sont centrales pour comprendre comment se mettent en place les différents climats de la planète.
Depuis la fin du 19ème siècle, l’Homme est responsable d’un réchauffement climatique sans précédent dans l’histoire de la planète.
Le Groupe Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat (GIEC) a été créé pour évaluer et synthétiser les connaissances sur le changement climatique.
L’injection de gaz à effet de serre dans l’atmosphère par les activités humaines joue un rôle central dans l’élévation des températures mondiales.
Pour limiter le réchauffement à +1,5 °C, il faudrait a minima atteindre la neutralité carbone d’ici 2050.
IPCC, 2021: Summary for Policymakers. In : Climate Change 2021 : The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. In Press. [En ligne]. IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change; oct 2021 p. 40. Disponible: https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/downloads/report/IPCC_AR6_WGI_SPM_final.pdf
Dans l’Espace, autour de notre belle planète bleue, de nombreux objets célestes naviguent à vive allure. On peut citer, par exemple, nos plus proches voisins comme la Lune ou Mars. Les corps les plus abondants restent, cependant, les astéroïdes. Ces corps rocheux mystérieux, gravitent autour du Soleil et de la Terre. Parfois, ils s’en approchent si près qu’ils menacent de tomber sur son sol. De nombreuses chutes d’astéroïdes ont en effet déjà eu lieu sur Terre, comme celui qui a provoqué la disparition des dinosaures. Les scientifiques ont mis au point des outils comme l’échelle de Turin pour évaluer les risques d’impact en fonction de la probabilité et de l’énergie cinétique des astéroïdes. Les missions spatiales illustrent les premières étapes concrètes vers une protection planétaire, en testant des techniques pour dévier la trajectoire des astéroïdes. Comprendre ces phénomènes et s’y préparer représente un défi scientifique crucial pour préserver l’humanité face aux aléas cosmiques. Que sont réellement ces astéroïdes et quels risques représentent-ils pour la Terre ?
Les astéroïdes et la Terre dans le Système Solaire
Qu’est-ce qu’un astéroïde ?
Au même titre que les planètes, les astéroïdes sont des corps célestes du Système Solaire tournant autour du Soleil. Composés essentiellement de roches, de métaux et de glaces, leurs tailles sont très variées, allant de quelques millimètres à plusieurs centaines de kilomètres de diamètre. La zone du Système Solaire où on les trouve en majorité est appelée ceinture principale d’astéroïdes. Cette région ressemble à un immense anneau regroupant plusieurs millions d’astéroïdes de tailles variées, situé entre les orbites de Mars et de Jupiter.
La ceinture principale d’astéroïdes située entre les orbites de Mars et Jupiter. Crédit photo : Wikimédia Commons
Une autre ceinture d’astéroïdes, appelée ceinture de Kuiper, se trouve beaucoup plus loin, au-delà de l’orbite de Neptune. Situés à plus de 80 millions de kilomètres de la Terre, soit environ 200 fois la distance Terre-Lune, les astéroïdes de la ceinture principale ne constituent pas une menace immédiate pour notre planète. Cependant, tous ne tournent pas autour du Soleil à une telle distance !
Les astéroïdes géocroiseurs
Certains astéroïdes s’aventurent beaucoup plus près du Soleil, et par conséquent, de notre planète. Les astéroïdes dont la trajectoire croise l’orbite de la Terre sont appelés des géocroiseurs. En anglais, on parle d’ECA(Earth-Crossing Asteroids). Parfois, on utilise également le terme NEA(Near Earth Asteroids), qui regroupe tous les astéroïdes proches de la Terre, même si leur trajectoire ne croise pas son orbite. Parmi les ECA, on trouve notamment les familles d’astéroïdesApollon et Aton.
Les orbites autour du Soleil de plusieurs familles d’astéroïdes. Crédit photo : Wikimédia Commons
Leurs orbites sont plus excentriques que celle de la Terre, c’est-à-dire en forme d’ovale allongé tandis que celle de la Terre est presque circulaire. De ce fait, les orbites de la Terre et de ces corps se croisent en deux points, rendant possible une potentielle collision.
Les chutes de météorites
Lorsqu’on parle d’astéroïdes, on y substitue souvent le terme de météorites. Ces deux termes n’ont cependant pas exactement la même signification. Les météorites sont des astéroïdes qui ont pénétré dans l’atmosphère terrestre et atteint le sol. Les chutes de météorites sont d’ailleurs assez fréquentes. En effet, les scientifiques estiment que chaque jour, ce sont plusieurs dizaines de tonnes de météorites qui chutent sur Terre. Heureusement, la plupart des météorites qui tombent sur Terre atteignent le sol sous forme de poussières microscopiques. Elles sont en effet en partie consumées par les frottements de l’air au moment de leur entrée à grande vitesse dans l’atmosphère terrestre. Ce phénomène est notamment responsable des étoiles filantes que l’on peut parfois apercevoir la nuit, par exemple en été. D’autres fois cependant, les astéroïdes qui pénètrent dans l’atmosphère sont de taille bien plus importante. Lorsqu’ils atteignent le sol, ils provoquent de gigantesques collisions, laissant derrière eux des cratères d’impacts impressionnants. Ces formations géologiques, disséminées à travers le globe, témoignent de l’histoire cosmique de la Terre.
La trace laissée par le météore de Tcheliabinsk après son entrée dans le ciel russe, le 15 février 2023. Crédit photo : Wikimédia Commons
L’image de météorite la plus marquante de ces dernières années est sans doute celle du météore de Tcheliabinsk. Le 15 février 2013, une météorite d’environ 20 mètres de diamètre est entrée dans l’atmosphère au-dessus de cette ville russe. En se désintégrant, elle a généré un flash lumineux spectaculaire observé par de nombreux témoins. D’une masse de près de 12000 tonnes, ce météore a libéré une énergie estimée par les scientifiques à environ 30 fois l’énergie dégagée par la bombe nucléaire d’Hiroshima. Heureusement la météorite s’est désintégrée entre 20 et 40 kilomètres d’altitude limitant les dégâts au sol à des vitres soufflées par l’explosion.
Les astéroïdes proches de la Terre, appelés géocroiseurs, suscitent une attention particulière en raison des risques de collision avec notre planète.
L’échelle de Turin ou comment classer les astéroïdes
Depuis plusieurs années déjà, les scientifiques étudient attentivement de nombreux astéroïdes dont la trajectoire projetée passe proche de la Terre.
En astronomie, une des méthodes utilisées pour classer les objets géocroiseurs comme les astéroïdes en fonction de leur dangerosité est l’échelle de Turin. Cette échelle, graduée de 0 à 10, permet aux astronomes de classifier chaque astéroïde au regard de deux facteurs : la probabilité de l’impact avec la Terre et la taille de l’astéroïde.
L’échelle de Turin permet de catégoriser les risques d’impacts d’objets géocroiseurs. L’indice sur l’échelle en fonction de l’énergie cinétique et de la probabilité d’impact. Crédit photo : Wikimédia Commons
Les astéroïdes géocroiseurs potentiellement les plus dangereux sont en fait ceux dont la probabilité de collision avec la Terre est élevée (supérieure à 10-2) et dont la capacité à causer des dégâts d’ampleur est grande. Cette échelle a été proposée pour la première fois en 1995 par un chercheur américain, Richard Binzel, lors d’une conférence aux Nations Unies. Elle a ensuite été précisée et définitivement adoptée en 1999 lors d’un Congrès de I’Union Astronomique Internationale à Turin, qui lui a donné son nom. C’est un des deux outils dont disposent à l’heure actuelle les scientifiques pour classifier les géocroiseurs avec l’échelle de Palerme.
L’échelle est représentée sous la forme d’un diagramme, dont l’axe horizontal indique la probabilité d’impact et l’axe vertical la taille de l’objet. Cette taille est généralement exprimée en termes d’énergie cinétique, c’est-à-dire l’énergie possédée par un objet en raison de sa vitesse. Elle est exprimée communément en mégatonnes (1 million de tonnes) de TNT, l’explosif le plus couramment utilisé.
Dans l’histoire et à ce jour, le niveau le plus haut jamais atteint par un objet est le niveau 4. Il a été donné à l’astéroïde Apophis en 2005 avant que celui-ci ne soit rétrogradé au niveau 1 puis au niveau 0. Apophis, qui mesure près de 325 m de long, devrait à nouveau frôler la Terre en 2029 à une distance de 31 000 km. Les niveaux 8 à 10 de l’échelle de Turin sont réservés à des évènements dont les périodes de récurrence, c’est-à-dire les fréquences, se situent entre 1000 et 100 000 ans. Quant à l’astéroïde de 12 km qui a provoqué la disparition des dinosaures il y a 66 millions d’années, ce dernier a une période de récurrence de 100 à 200 millions d’années ! Si un tel événement se produisait aujourd’hui, il mettrait en péril une partie de l’humanité. Comment peut-on alors se défendre contre ce type de menace ?
Comment se défendre contre les impacts d’astéroïdes ?
La défense planétaire : surveiller et anticiper la menace des astéroïdes
Aujourd’hui dans notre Système Solaire, selon l’Agence Spatiale Européenne (ESA), plus de 30 000 objets géocroiseurs sont connus, répertoriés et surveillés par les scientifiques. A l’heure actuelle, aucun d’entre eux ne présente un risque pour notre planète. Les astéroïdes les plus surveillés sont notamment ceux pouvant représenter un risque pour l’humanité en cas de collision avec la Terre. On considère que le diamètre d’un tel astéroïde est de l’ordre de 1 km. Actuellement, les scientifiques estiment qu’il existe moins de 1 200 astéroïdes géocroiseurs de plus de 1 km de diamètre dont environ 90% sont répertoriés. La période de récurrence d’un tel événement est de l’ordre d’un impact tous les 500 000 ans en moyenne. L’ensemble des activités de suivi et de réponse aux risques liés à l’impact d’un objet géocroiseur sont regroupées sous le terme de défense planétaire. Largement traitée au cinéma notamment à travers des films comme Deep Impact ou Armageddon, la défense planétaire n’est plus uniquement un sujet de fiction et des missions spatiales y sont dédiées.
Les missions DART et Hera : modifier la trajectoire d’un astéroïde
La mission spatiale DART de la NASA (Double Asteroid Redirection Test ou Test de déviation d’un astéroïde binaire en français) est une des premières missions de défense planétaire à avoir vu le jour. Cette mission visait à envoyer une sonde vers un astéroïde binaire, c’est-à-dire un petit astéroïde orbitant autour d’un plus gros. L’objectif était de modifier la trajectoire du plus petit, nommé Dimorphos, en le frappant directement avec la sonde. L’impact a eu lieu avec succès le 26 septembre 2022. Grâce à des observations, les scientifiques ont pu confirmer la modification de la trajectoire de Dimorphos après l’impact.
Les dernières secondes de la trajectoire de la sonde DART avant son impact avec Dimorphos. Crédit animation : NASA/Johns Hopkins APL, Public domain, via Wikimedia Commons
Cette première mondiale donne un aperçu d’une des techniques de défense planétaire envisageable dans le cas où un astéroïde de grande ampleur menacerait la Terre. La mission Hera de l’ESA, l’agence spatiale européenne, a été lancée en octobre 2024 en direction de l’astéroïde impacté par DART. Ses relevés permettront aux scientifiques d’étudier plus en détails les effets d’une telle collision sur un astéroïde et ainsi de préparer une éventuelle défense de notre planète.
Les astéroïdes sont parmi les objets célestes les plus abondants de notre Système Solaire. Ceux d’entre eux dont la trajectoire autour du Soleil croisent l’orbite de la Terre sont appelés des géocroiseurs. Ces astéroïdes sont en particulier d’intérêt car la possibilité de collision avec la Terre n’est pas négligeable. Les scientifiques utilisent notamment l’échelle de Turin pour classifier les géocroiseurs en fonction de leur probabilité d’impact avec la Terre et de leur potentiel destructeur. Afin de se prémunir d’une éventuelle collision, des stratégies sont développées dans le cadre des activités de défense planétaire. Si les impacts majeurs d’astéroïdes restent probables, la fréquence de tels événements est si faible qu’aucun humain n’en a encore vécu.
RETENEZ
Les astéroïdes sont des corps rocheux variés, présents principalement dans la ceinture d’astéroïdes située entre Mars et Jupiter.
Certains astéroïdes croisent l’orbite de la Terre, augmentant les risques de collision. On parle de géocroiseurs.
Le météore de Tcheliabinsk est la plus grosse météorite tombée sur Terre ces dernières années.
L’échelle de Turin classe les astéroïdes selon leur probabilité d’impact et leur potentiel destructeur.
La défense planétaire regroupe les stratégies de réponse aux risques liés à l’impact d’un objet géocroiseur.
De nombreux oiseaux arborent de magnifiques couleurs étonnantes tout autour du globe. Mais pourquoi les oiseaux ont-ils des plumes colorées ? Les couleurs étonnantes des oiseaux ne doivent rien au hasard. Elles trouvent leur origine dans deux mécanismes fascinants : la pigmentation des plumes et les propriétésphysiques de leur structure. Certaines plumes contiennent des pigments naturels, tandis que d’autres exploitent des micro-structures complexes qui interagissent avec la lumière. Ces structures agissent comme un prisme, décomposant et réfléchissant la lumière pour créer des couleurs chatoyantes qui évoluent en fonction de l’angle de vue. La plupart du temps, ces couleurs vives sont l’apanage des oiseaux mâles. En effet, ces derniers affichent leurs belles couleurs afin de séduire les femelles. Plus les couleurs sont vives, plus les mâles ont de chances de se démarquer auprès de ses partenaires potentiels, symbolisant santé, vitalité et génétique de qualité. Découvrons ensemble quelles espèces possèdent les plumages les plus étonnants.
Le canard mandarin : symbole d’amour et de fidélité dans la tradition chinoise
Le canard mandarin est l’un des plus beaux canards du monde. Crédit photo : Wikimédia Commons
Le canard mandarin (Aix galericulata) est un oiseau aquatique originaire d’Asie, particulièrement reconnu pour son plumage éclatant et coloré chez le mâle. Il est considéré comme l’un des plus beaux canards du monde.
En effet, le mâle arbore une palette de couleurs vives, avec des plumes orange vif sur les ailes, une tête verte iridescente et des motifs complexes de blanc, de bleu et de violet.
La femelle, quant à elle, est plus discrète, de couleur brun-gris.
Ce canard vit généralement dans les zones boisées près des lacs et des rivières. Bien qu’il soit originaire d’Asie, on peut aussi le trouver dans certaines régions d’Europe, où il a été introduit et s’est très bien acclimaté.
En Chine, c’est un symbole de fidélité qui était autrefois offert aux jeunes mariés.
Le quetzal resplendissant, symbole national du Guatemala
Le Queztal est le symbole du Guatemala. Crédit photo : Wikimédia Commons
Cet oiseau aux couleurs chatoyantes, originaire d’Amérique centrale est représenté sur les armoiries du Guatemala comme un symbole national.
Le quetzal resplendissant mâle (Pharomachrus mocinno) possède une longue queue composée de plumes sous-caudales lui donnant un aspect gracieux et allongeant sa silhouette de plusieurs centimètres. En effet, cette dernière peut mesurer jusqu’à 50 centimètres !
A ces jolies nuances de vert s’ajoutent également du rouge sur le ventre ainsi que du noir et du blanc sur les plumes (sur les rémiges et les rectrices). Sa tête est surmontée de petites plumes dressées à la verticale lui donnant un aspect hirsute.
Le paradisier royal, un passereau haut en couleur
Le Queztal est le symbole du Guatemala. Crédit photo : Wikimédia Commons
Le paradisier royal (Cicinnurus regius), également appelé oiseau de paradis royal, est une espèce d’oiseaux tropicaux de Nouvelle-Guinée et des îles environnantes.
Celui-ci se distingue par son plumage exceptionnel et ses comportements de parade nuptiale spectaculaires. En effet, le mâle, d’une taille plutôt modeste, est reconnaissable grâce à ses couleurs vives. Son corps est recouvert de plumes rouges éclatantes, son ventre est blanc et des nuances de vert parcourent sa tête.
Lors de la saison des amours, le paradisier royal réalise des danses élaborées pour attirer les femelles, exhibant ses plumes dans des postures soigneusement chorégraphiées. En raison de son habitat restreint et des menaces liées à la déforestation, le paradisier royal est classé comme une espèce avec un risque de disparition selon l’UICN.
Le cardinal rouge et sa robe flamboyante
Le cardinal rouge et sa robe flamboyante. Crédit photo : Wikimédia Commons
Ce passereau de taille moyenne est reconnaissable grâce à sa robe presque entièrement rouge ! Le cardinal rouge est couvert de plumes rouge vif et de quelques plumes noires autour de son bec et de ses yeux.
La femelle, quant à elle, est plus nuancée. Celle-ci possède un plumage tirant sur le brun parsemé de plumes rouges sur la queue et la crête érectile.
Le cardinal rouge (Cardinalis cardinalis) vit principalement au Canada, dans le sud des États-Unis et dans quelques pays d’Amérique centrale. Il est possible de les trouver dans les bois, les jardins, les marais et même dans certaines zones urbanisées.
Le diamant de gould, un joyau de l’océan indien
Le diamont de Gould est un oiseau exotique originaire d’Australie. Crédit photo : Wikimédia Commons
Le diamant de Gould (Chloebia gouldiae) est un petit oiseau coloré et exotique originaire d’Australie. Il est endémique du nord de l’Australie, notamment dans les régions de savane, où il évolue dans un climat chaud et une végétation assez clairsemée. Ce dernier préfère les zones boisées ouvertes, près des points d’eau, où il peut trouver sa nourriture.
Le diamant de Gould est surtout connu pour ses couleurs vives et variées. Les adultes possèdent un plumage aux teintes vibrantes qui peuvent varier en fonction des sous-espèces et des mutations génétiques.
De plus, celui-ci mesure environ 12 à 14 cm de long, ce qui en fait un oiseau relativement petit. Sa tête peut être rouge, noire ou jaune selon la variation spécifique, avec une poitrine violette et un ventre jaune vif.
Pourquoi les couleurs étonnantes des oiseaux sont-elles si variées ? Ces plumes pigmentées ou structurées interagissent avec la lumière pour produire un kaléidoscope unique, à la fois outil de séduction et de survie.
Les couleurs étonnantes des oiseaux
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Le canard mandarin est l'un des plus beaux canards du monde. Crédit photo : Wikimédia Commons
Le cardinal rouge et sa robe flamboyante. Crédit photo : Wikimédia Commons
Le diamont de Gould est un oiseau exotique originaire d'Australie. Crédit photo : Wikimédia Commons
Le faisan doré ou faisan de Chine est un symbole de chance. Crédit photo : Wikimédia Commons
Le guêpier d'Europe est un oiseau migrateur présent en Europe et en Afrique du nord. Crédit photo : Wikimédia Commons
Le martin-pêcheur est un oiseau des rivières et plan d'eau d'Europe. Crédit photo : Wikimédia Commons
Le Queztal est le symbole du Guatemala. Crédit photo : Wikimédia Commons
Le Queztal est le symbole du Guatemala. Crédit photo : Wikimédia Commons
Le rollier à longs brins est un redoutable chasseur. Crédit photo : Wikimédia Commons
Le guêpier d’Europe, aussi habile que coloré
Le guêpier d’Europe est un oiseau migrateur présent en Europe et en Afrique du nord. Crédit photo : Wikimédia Commons
Cet oiseau migrateur au plumage spectaculaire est caractérisé par ses couleurs éclatantes : bleu turquoise sur le ventre, brun doré sur la tête et la nuque, et des ailes aux reflets verts et jaunes. Originaire des régions chaudes d’Europe et d’Afrique du Nord, le guêpier d’Europe (Merops apiaster) migre chaque année vers l’Afrique subsaharienne pour passer l’hiver.
Il se distingue par son incroyable agilité en vol. Lors de ses chasses, il capture des insectes, des abeilles et des guêpes en plein vol avec une agilité déconcertante.
Vivant en colonies, le guêpier d’Europe creuse des terriers dans des berges sablonneuses pour y nicher.
Le rollier à longs brins, un chasseur hors pair
Le rollier à longs brins est un redoutable chasseur. Crédit photo : Wikimédia Commons
Le rollier à longs brins (Coracias caudatus) est un oiseau spectaculaire, identifiable grâce à ses couleurs vives et à sa queue prolongée par deux longues plumes. Il appartient à la famille des coraciidés et se trouve principalement en Afrique subsaharienne, dans les savanes et les zones boisées. Cet oiseau bariolé arbore un plumage éclatant avec des teintes de bleu, violet, vert et rose, qui lui permettent de se fondre dans son environnement tout en attirant l’attention de ses congénères lors de ses parades nuptiales.
Par ailleurs, son vol acrobatique et ses vrilles aériennes pendant la saison des amours sont particulièrement remarquables.
Cet oiseau carnivore se nourrit principalement d’insectes, de petits reptiles et de rongeurs. Pour chasser, il adopte une stratégie basée sur l’observation. Perché en hauteur, il scrute attentivement les environs pour repérer ses proies avant de passer à l’attaque.
Le faisan doré, symbole de chance
Le faisan doré ou faisan de Chine est un symbole de chance. Crédit photo : Wikimédia Commons
Cet oiseau aux nuances dorées aussi appelé faisan de Chine, est un oiseau de la famille des Phasianidés, réputé pour son plumage éclatant et coloré.
Le faisan doré (Chrysolophus pictus) est originaire des montagnes du centre de la Chine. Celui-ci a été introduit dans plusieurs autres régions du monde en raison de sa beauté.
Le mâle est reconnaissable grâce à son plumage doré vif sur la tête et le dos, contrastant avec un corps rouge vif, des plumes vertes et bleues sur les ailes.
La femelle, quant à elle, se distingue par sa discrétion. Son plumage brun tacheté lui offre un excellent camouflage, parfaitement adapté aux sous-bois. Ainsi, le faisan doré préfère les habitats forestiers et les zones montagneuses, où il se nourrit principalement de graines, de baies et de petits insectes.
Le martin-pêcheur d’Europe : un pêcheur habile
Le martin-pêcheur est un oiseau des rivières et plan d’eau d’Europe. Crédit photo : Wikimédia Commons
Le martin-pêcheur d’Europe (Alcedo atthis) est un petit oiseau emblématique des rivières et plans d’eau douce. Ce dernier est facilement reconnaissable à son plumage éclatant et ses habitudes de pêcheur agile.
Celui-ci se distingue par son dos bleu électrique, ses ailes bleu-vert, et sa poitrine orangée, créant un contraste saisissant parmi son plumage.
De plus, le martin-pêcheur est un chasseur redoutable. Perché au-dessus de l’eau, celui-ci observe patiemment ses proies. Dès qu’il repère un petit poisson, il plonge sans hésiter. Son bec, long et pointu, est une arme infaillible pour capturer les poissons. Il se nourrit aussi d’insectes aquatiques, preuve de son incroyable adaptation.
Il est possible de rencontrer le martin-pêcheur dans toute l’Europe, particulièrement dans les zones où l’eau est claire et peu polluée, signe de la bonne qualité de l’environnement. Sa présence, discrète et rapide, est un signe clé de la variété de la biodiversité des écosystèmes aquatiques.
À travers le monde, les couleurs étonnantes des oiseaux fascinent par leur diversité et leur éclat. Ces couleurs éclatantes jouent un rôle clé dans la reproduction de ces oiseaux car elles symbolisent vitalité et qualité génétique. Toutefois, ces merveilles de la nature sont parfois menacées, notamment à cause de la déforestation, soulignant l’importance de préserver leur habitat pour conserver cette richesse naturelle.
RETENEZ
Les couleurs des oiseaux proviennent de deux mécanismes : la pigmentation et des structures qui interagissent avec la lumière.
Les mâles arborent des couleurs vives pour séduire : elles symbolisent santé, vitalité et qualité génétique.
La déforestation menace ces merveilles : protéger leurs habitats est essentiel pour préserver cette biodiversité unique.
Ils se séparent, dérivent, se heurtent et s’unissent à nouveau. Le ballet des continents ébranle la surface de la Terre depuis 4,5 milliards d’années. À chaque déplacement de la croûte terrestre, notre planète change de visage. Et si le mouvement des plaques tectoniques aboutissait à former un supercontinent unique ? Ce phénomène se produira d’ici 250 millions d’années. Mais quels sont les fondements de cette thèse ? Quels sont les mécanismes à l’œuvre dans la formation d’un supercontinent ? Ces interrogations figurent parmi les préoccupations des géologues et paléogéographes, qui décryptent les traces du passé pour comprendre l’avenir géologique de la Terre. Retour sur la dynamique des masses continentales et son influence sur le futur géographique de notre monde.
Continents en mouvement : théories et preuves
Souvent imperceptibles, les déplacements de la croûte terrestre sont pourtant constants. La Terre est animée de mouvements souterrains horizontaux et verticaux qui modèlent sa physionomie.
Dérive des continents selon Wegener
En 1912, le météorologue allemand, Alfred Wegener émet l’hypothèse que la configuration des continents évolue au fil du temps. Autrement dit, les continents bougent les uns par rapport aux autres. Il décrit sa théorie sous le nom de dérive des continents.
Pour le climatologue, « ce n’est qu’en réunissant les données de toutes les sciences qui se rapportent à l’étude du globe que nous pourrons espérer obtenir la « vérité » […] » Il recoupe les analyses de différentes disciplines et constate des coïncidences :
Le contour des côtes Est de l’Amérique du Sud et de l’Afrique de l’Ouest se complètent.
Dispersés aux quatre coins du monde, des fossiles paléontologiques d’animaux et de végétaux se révèlent identiques.
Des espèces animales et végétales ont évolué différemment, alors qu’elles se retrouvent aujourd’hui sur le même continent. Cette différence s’explique uniquement si la vie s’est développée autrefois dans des endroits séparés.
Des roches d’Afrique équatoriale renferment des sédiments glaciaires.
Pour Wegener, l’unique explication de ces arguments paléoclimatiques est la translation des continents qui formaient autrefois un seul bloc ou supercontinent. La Terre est constituée de plaques tectoniques qui s’assemblent, à l’image d’un puzzle géant.
Cette proposition reste toutefois largement rejetée au début du 20ème siècle. Elle sera validée dans les années 1960, quand les connaissances sur la structure interne de la Terre se seront étoffées.
Supercontinent originel : découverte de la Pangée
Il y a 300 millions d’années existait la Pangée (Pangaea), ou « toute la terre » en grec. Les 7 continents actuels résultent du morcellement d’un continent unique au Paléozoïque (- 542 à – 251 millions d’années). Voilà l’hypothèse émise par Wegener, largement étayée à ce jour.
Qu’est-ce qu’un continent en géologie ?
La géographie accepte 7 continents : Afrique, Amérique du Nord, Amérique du Sud, Antarctique, Asie, Europe et Océanie.
Mais les géologues parlent de bloc continental, soit une masse continue de croûte continentale entourée de croûte océanique. Sa composition va donc bien au-delà de la partie de roche émergée, visible en surface.
Dans ce cas, combien y a-t-il de continents sur Terre, au sens géologique ? La réponse varie entre 5 et 7, en considération des propositions suivantes :
l’Eurasie est un continent, car l’Europe et l’Asie forment un bloc continu.
le continent américain comprend l’Amérique du Nord et l’Amérique du Sud.
le bloc Zélandia ou Zealandia intègre la Nouvelle-Zélande et la Nouvelle Calédonie. Il s’agit toutefois d’une étendue essentiellement submergée et sa nature de masse continentale fait débat au sein de la communauté scientifique.
Qu’est-ce qu’un supercontinent ?
Les paléogéographes désignent par le terme de supercontinent, l’union de tous les continents en une vaste masse terrestre continue. C’était le cas de la Pangée, nom donné au dernier supercontinent sur Terre, qui s’est formé il y a 300 Ma et bordé par un superocéan : Panthalassa.
Il y a 350 millions d’années, la Pangée (Pangaea) formait un unique bloc continental sur Terre, appelé supercontinent. Crédit photo : Wikimédia Commons
Les géologues envisagent également une masse continentale comprenant plusieurs parties intérieures stables et peu déformables, appelées cratons. Les deux gigantesques fragments issus de Pangaea coexistent et sont également communément appelés supercontinents.
Naissance des supercontinents Gondwana et Laurasie
Vers 165 millions d’années, la Pangée commence à se disloquer. Ses fractures engendrent un Grand Océan, la Néothétys. Alors qu’il se referme progressivement, le futur océan Atlantique naît. Deux énormes blocs continentaux en résultent :
le Gondwana, formé par l’Inde, l’Amérique du Sud, l’Afrique, l’Australie et l’Antarctique ;
la Laurasie, regroupant l’Amérique du Nord et l’Eurasie.
Finalement, nos continents actuels proviennent de la lente fragmentation de ces deux blocs continentaux. Mais une question demeure : comment ces dislocations primordiales sont intervenues ?
Tectonique des plaques : incidence sur l’aspect de la Terre
Dans les années 1960, le professeur John Tuzo Wilson, alors directeur de l’Institut des sciences de la Terre à l’Université de Toronto, se pose une question essentielle. Par quel mécanisme les continents dérivent-ils ?
Jeu des plaques tectoniques
Les continents et les fonds océaniques sont solidaires de vastes ensembles rocheux appelés plaques tectoniques ou plaques lithosphériques.
Ces morceaux constituent la lithosphère, la couche externe rigide de la croûte terrestre. La lithosphère comprend à la fois :
la croûte océanique,
la croûte continentale ;
la partie supérieure du manteau.
Cette enveloppe terrestre se divise en une quinzaine de plaques océaniques et continentales. Leur particularité ? Elles sont mobiles les unes par rapport aux autres.
Les plaques tectoniques reposent sur l’asthénosphère, une couche plus profonde et plus plastique du manteau terrestre.
Les 7 plaques tectoniques principales sont la plaque africaine, la plaque antarctique, la plaque eurasiatique, la plaque australienne (représentée par deux plaques séparées, l’indienne et l’australienne), la plaque nord-américaine, la plaque pacifique et la plaque sud-américaine. Crédit schéma : USGS / Wikimedia Commons
Principaux mouvements des plaques tectoniques
Les plaques flottent sur la roche en fusion (magma), molle et visqueuse, du manteau terrestre. Ce qui les anime ? Des mouvements de convection mantellique comparables à l’ébullition de l’eau dans une casserole. Les mouvements des plaques tectoniques engendrent différents types d’interactions aux conséquences géologiques différentes. On distingue principalement trois types de rencontres :
Zones de subduction et collision :
Deux plaques océaniques se chevauchent et engendrent des volcans sous-marins (subduction océanique).
Une plaque océanique plonge sous une plaque continentale (subduction continentale) pour créer une fosse océanique et un arc volcanique comme la Ceinture de feu du Pacifique.
Des plaques continentales s’entrechoquent et donnent naissance aux plus hautes chaînes de montagnes ou orogènes (Alpes, Himalaya, etc.)
Coulissement : les frottements horizontaux des plaques l’une contre l’autre provoquent des tremblements de terre ou séismes.
Éloignement : lorsque deux plaques tectoniques s’écartent l’une de l’autre dans les fonds marins, il se forme des rifts océaniques. A proximité, des reliefs sous-marins, appelés dorsales océaniques, apparaissent.
Le mouvement de subduction de la lithosphère océanique crée une fosse océanique et un arc volcanique. Crédit schéma : Wikimédia Commons
Les plaques tectoniques, comparables à des radeaux dérivant sur une mer animée de courants horizontaux et verticaux, convergent et divergent au fil du temps. Ce phénomène géologique est connu sous le nom de tectonique des plaques. Ainsi, les continents se fragmentent et se déplacent à travers le globe, modifiant lentement la morphologie de la Terre.
A ce stade, il est ainsi possible de faire plusieurs constatations : la roche qui affleure est le reflet des mouvements de convection en profondeur. Les montagnes ne sont en réalité que les vestiges d’anciens fonds océaniques érigés à de hautes altitudes.
Manifestations du rapprochement périodique des continents : cycle de Wilson
Une fois la dynamique lithosphérique comprise,Tuzo Wilson analyse concrètement les traces de rifting (étirements) et de collisions continentales. Ses observations géologiques sur l’Atlantique Nord établissent l’existence d’un cycle de vie des océans.
Sa découverte : un paléo-océan, né il y a environ 550 millions d’années, a précédé l’Atlantique.
Son concept : les océans se succèdent, par phases d’ouverture et de fermeture.
Wilson a identifié plusieurs phases tectoniques successives :
Les plaques tectoniques s’éloignent l’une de l’autre.
Rifting continental : la lithosphère continentale s’étire, s’amincit et se déchire.
Le magma remonte dans la faille et crée une nouvelle croûte océanique.
Cette dernière s’agrège à l’ancienne, l’océan s’ouvre puis s’élargit.
Les continents s’écartent, emportés par les mouvements d’expansion océanique.
Introversion : des subductions interviennent et les continents se rapprochent.
Les masses continentales se percutent, se soudent et l’océan se referme.
Schéma conceptuel simplifié du cycle de Wilson, et coupes lithosphériques simplifiées des différentes phases tectoniques correspondantes. Les flèches bleues du cycle montrent les phases dominées par la divergence, et les flèches rouges, les phases convergentes. Crédit schéma : PlanetTerre, ENS Lyon
En fin de compte, chaque fois que les continents se fracturent et se séparent, un nouvel océan voit le jour. À l’inverse, lorsque les masses continentales se rapprochent et se rejoignent, chaque fusion continentale entraîne la fermeture et la disparition de l’océan qui les séparait. Ce cycle de création et de destruction des océans s’inscrit dans un perpétuel recommencement.
Deux exemples illustrent cette théorie :
La géologie reconnaît en réalité la succession d’au moins 3 océans Atlantique (Iapetus, Atlantique Nord, Atlantique Sud), nés au cours de centaines de millions d’années.
De nos jours, le continent africain se sépare en deux parties, au niveau du rift Est-Africain. Un océan est en cours de formation dans cette dépression. D’ici plusieurs millions d’années, il en résultera la formation de masses continentales distinctes.
L’ouverture et la fermeture cycliques des océans supposent la réunion et la fragmentation régulières de continents uniques. Conséquence : les supercontinents se succèdent dans l’histoire terrestre. Ainsi naît le concept géodynamique de cycle supercontinental ou orogénique.
Les supercontinents façonnent l’évolution géologique et climatique de notre planète depuis des milliards d’années. Dans 250 millions d’années, les continents que nous connaissons actuellement se réuniront en un bloc unique pour former un nouveau supercontinent.
Cycle des supercontinents : une vérité rétablie ?
Géologues, géophysiciens, paléomagnéticiens et géochimistes travaillent de concert. Leur objectif : remonter les temps géologiques pour reconstruire la position des blocs continentaux. Pour y parvenir, ils s’appuient sur des données variées.
Faisceau d’indices géologiques
Tout comme Wegener ou Wilson en leur temps, les scientifiques actuels comparent les résultats des différentes disciplines. Et parfois, les informations convergent, pour démontrer l’existence passée d’un supercontinent.
Les recherches attestent notamment du lien indissociable entre géologie et évolution du vivant. Une espèce animale peut effectivement exercer une influence sur le minéral. Si la géologie et la vie sont intimement liées, la découverte de fossiles d’insectes du carbonifère donne de précieux éléments sur la Pangée.
Et comment calculer les mouvements de convection mantellique ?
Les scientifiques disposent aujourd’hui d’un arsenal de techniques avancées :
imagerie satellitaire ;
échographie terrestre ;
tomographie sismique.
Ces méthodes permettent d’obtenir une image tridimensionnelle de l’intérieur de la Terre et de modéliser les flux de matière dans le manteau.
Depuis plus de 100 ans, les géologues analysent les traces du continentGrand Adria, disparu sous l’Europe actuelle. Une mine d’informations sur l’évolution géologique de notre continent s’y cache. Sans compter les avancées scientifiques récentes ! Le mystère des éruptions de diamants résultant de la fragmentation des supercontinents pourrait bien être résolu.
À quoi ressemblait la Terre avant la Pangée ? La géochronologie dépasse l’échelle humaine et s’exprime en milliards d’années. Sa révélation : Pangaea n’est pas le premier continent unique qui s’est formé sur Terre.
Ur, le continent primitif ?
Une partie du monde scientifique l’affirme : Ur est la première masse continentale de notre planète. Des traces datées de 3 milliards d’années subsistent en Australie, en Inde et en Afrique du Sud. Il est toutefois admis l’existence d’autres énormes continents, contemporains ou successeurs de Ur. Parmi les plus connus : Arctica, Atlantica, Vaalbara ou Kenorland.
Supercontinent Columbia, Nena, Nuna ou Hudsonland
Né entre 1,8 et 1,5 milliards d’années, Columbia regroupe les tout premiers continents. Aujourd’hui des régions comme l’Amazonie, l’Amérique du Nord, la Chine du Nord, la Sibérie, l’Australie, le Kalahari et l’Ukraine en sont les vestiges. Par la suite, Columbia s’est disloqué en plusieurs blocs continentaux.
Rodinia, le bien connu
Le regroupement des continents issus de Columbia a formé le Rodinia, il y a environ 1 milliard d’années. Sa composition, plus récente, est la mieux établie à ce jour. Elle compte divers cratons identifiés :
Laurentia : craton nord-américain ;
Baltica : partie Est du craton européen ;
Antarctique, Amazonie, Afrique de l’Ouest et Australie.
Pannotia, autour du pôle Sud
Formé vers 600 millions d’années, Pannotia est également appelé Gondwanaland, supercontinent Vendéen ou supercontinent Pan-Africain. Le craton africain se situe en effet en son centre.
Ce qui fait sa renommée ?
Les diverses ouvertures océaniques après sa fragmentation. Et en particulier, la naissance de l’océan Iapetus, ancêtre de l’Atlantique.
Malgré les analyses pluridisciplinaires du passé terrestre, des questions restent ouvertes :
Quand les continents se sont initialement formés ?
Par quel processus et à quelle vitesse cette formation a eu lieu ?
À quel moment la tectonique des plaques a commencé ?
Au-delà de 500 millions d’années dans le passé, les interprétations deviennent largement hypothétiques en raison du mélange et de l’altération des couches sédimentaires.
Une périodicité semble toutefois se préciser : un nouveau supercontinent se forme tous les 300 à 600 millions d’années. Actuellement à la moitié du cycle de Wilson, nos continents pourraient bien se regrouper en un seul bloc continental d’ici 250 millions d’années.
Formation d’un nouveau supercontinent
Les scientifiques sont unanimes : les terres se rapprochent actuellement les unes des autres pour former un nouveau supercontinent. Alors, à quoi ressemblera la Terre à la fin de ce nouveau cycle ?
L’évolution des blocs continentaux est en partie visible, mesurable et quantifiable. Nos terres s’approchent inexorablement du pôle Nord et de grandes tendances géographiques se dessinent :
la fermeture de la mer Méditerranée ;
la poursuite de l’ouverture de l’océan Atlantique ;
la fermeture du Pacifique, l’océan le plus vaste sur Terre actuellement ;
le déplacement de l’Arabie vers le Nord.
Contexte tectonique d’un futur supercontinent, la Pangée Proxima. Dans 100 millions d’années, l’océan Atlantique est subduit, tandis que l’océan Pacifique continue de s’étendre et qu’un petit vestige de l’océan Indien finit par devenir enclavé après la convergence vers le nord et l’accrétion de l’Antarctique. Crédit photo : Deconstructing Tectonics: Ten Animated Explorations – Christopher R. Scotese, Ben A. van der Pluijm
L’avenir incertain du prochain supercontinent : hypothèses et scénarios
Quelle forme aura le prochain supercontinent ? Où sera-t-il réellement situé ? Comment les continents actuels seront agencés ? Le doute plane.
Les zones de subduction, moteurs principaux de la tectonique des plaques, sont difficiles à anticiper sur le long terme. Leur évolution peut radicalement modifier les trajectoires continentales.
Pour l’heure, les scénarios sur l’évolution morphologique terrestre sont multiples.
Pangea Proxima, Novopangea, Amasia et Aurica représentent 4 scénarios de formation d’un supercontinent du futur. Crédit vidéo : TerraSpace
Supercontinent Amasie ?
Finalement, quel est le nom du supercontinent du futur ? Les appellations varient : Pangée ultime, Nouvelle Pangée, Amasia, Aurica ou Pangaea Proxima.
La question semble anecdotique, mais les noms des supercontinents ont tous une signification. L’Amasie correspond à la fusion de l’Asie et de l’Amérique du Nord. Aurica, quant à lui, correspond au regroupement des continents américain et australien.
Une certitude : la Terre n’est pas statique. À leurs propres rythmes et tempo, les continents poursuivent inéluctablement leur dérive depuis des millions d’années. Au cours de l’histoire de la tectonique terrestre, ils se regroupent périodiquement en un supercontinent et se fragmentent dans un ballet incessant. Le prochain est même déjà en formation ! Un regret peut-être ? Celui de ne pas pouvoir vivre assez longtemps pour en fouler le sol.
RETENEZ
Grâce à la tectonique des plaques, les continents s’éloignent et se rapprochent les uns des autres de manière cyclique.
La Terre a connu plusieurs formations de supercontinents au cours de sont histoire géologique comme la Pangée et Rodinia.
Dans 250 millions d’années, les continents pourraient se rassembler à nouveau.
La formation d’un supercontinent transforme les climats, les océans et la répartition de la biodiversité.
Séparée du continent africain par le canal du Mozambique, l’île de Madagascar est la plus vieille île du monde. Celle que l’on appelle la Grande Île, abrite le nombre d’espèces endémiques le plus important sur Terre. Sa situation géographique, son histoire géologique et son exceptionnelle biodiversité, lui confèrent des enjeux environnementaux de premier plan. Au cœur de l’océan Indien, en partance pour une île pas comme les autres !
L’île de Madagascar : une diversité biologique et culturelle
L’île de Madagascar : une biodiversité aux origines controversées
La biodiversité de l’île de Madagascar est singulière. Elle se caractérise par un taux d’endémisme remarquable : sensiblement 90% pour les vertébrés et 80% pour la végétation. Une espèce est dite endémique lorsqu’elle est exclusivement présente dans un territoire délimité. Une particularité qui s’explique, en partie, par l’isolement géographique de l’île depuis près de 100 millions d’années.
Deux hypothèses qui divisent les scientifiques ont été avancées pour expliquer cette biodiversité unique.
L’hypothèse la plus ancienne suggère que la flore et la faune vertébrée terrestre sont arrivées à Madagascar par dispersion transocéanique. Des amas de végétation passent d’un bloc terrestre à un autre par flottaison, transportant parfois des animaux pris au piège. Ce phénomène est aussi appelé « dispersion par radeau de végétation ». Des données génétiques laissent penser que l’ancêtre commun des lémuriens de Madagascar aurait traversé le canal du Mozambique par radeau, il y a près de 55 millions d’années.
Une alternative à cette hypothèse est proposée en 2021. Suite à des études sédimentologiques, tectoniques, cinématiques et paléo-environnementales, une partie de la communauté scientifique démontre que des ponts terrestres épisodiques seraient à l’origine de la diversité biologique à Madagascar. Ces arches terrestres formées par des monts marins le long de la dorsale de Davie, émergées par intermittence au cours du Cénozoïque, seraient au cœur de cette nouvelle approche géologique. L’analyse pollinique de ces hauts-fonds évoque une végétation variée comprenant des écosystèmes de mangrove.
De l’île et des hommes
Des recherches publiées dans Science Advances démontrent une présence humaine sur l’île de Madagascar il y a plus de 10 500 ans. Des indices de fractures, par coupures périmortem, ont été observées sur des ossements fossilisés d’un æpyornis (oiseau géant aujourd’hui disparu). Cette découverte, réalisée par l’équipe de James Hansford de la Société zoologique de Londres en 2018, « renverse complètement notre compréhension de l’arrivée des premiers humains [sur l’île] » (Patricia Wright, de l’université d’État de New York, coauteure de l’étude). En effet, elle relance la question de la responsabilité humaine dans l’extinction de la mégafaune de Madagascar.
Selon l’anthropologue Harilanto Razafindrazaka, chargée de recherche au CNRS, un important épisode de baisse du niveau de la mer s’est produit il y a environ 17 500 ans. De nombreuses îles sont alors apparues entre l’Inde et Madagascar, servant de passage à la faune, mais aussi à l’Homme.
L’origine du peuplement malgache reste cependant incertaine. À des fins de meilleure compréhension, le projet MAGE (Madagascar, Anthropologie, Génétique, Ethno-linguistique) a été lancé en 2007. Pendant 10 ans, des chercheurs ont visité plus de 250 villages de Madagascar pour échantillonner la diversité culturelle et génétique humaine. Cette étude prouve que la mondialisation n’est pas un phénomène moderne, et que chaque Malgache est le fruit d’un métissage millénaire, entre des populations africaines de langue bantoue et des populations asiatiques de langue austronésienne.
Chaque ethnie malgache a son propre dialecte, ses propres coutumes et un secteur géographique délimité. Cela n’a pas entravé un fort brassage au fil du temps.
Les Betsimisaraka (ceux qui ne se séparent pas). Les membres de la plus grande tribu vivent le long de la côte est. Ils cultivent le café, le girofle et la canne à sucre. Ils construisent traditionnellement sur pilotis afin de se protéger des eaux et de l’humidité.
Les Sakalava (ceux des longues vallées). Ils occupent une zone s’étendant le long de la côte ouest. Ce sont des éleveurs de bovins. Ils pensent que le monde végétal est une ressource illimitée, œuvre généreuse du dieu Zañahary.
Les Antandroy (ceux des épines). Ils vivent de la fabrication et du commerce du charbon, dans le sud de l’île. Ils sont réputés pour la maîtrise de certains sortilèges.
Les Mahafaly (ceux qui font les tabous). Ils résident sur un vaste plateau entre les fleuves Menarandra et Onilahy, dans le sud-ouest de l’île. Ils sont reconnus dans l’orfèvrerie et sont d’excellents sculpteurs sur bois.
Les Vezo (nomades de la mer). Marins aguerris, ils vivent du produit de leurs pêches. Selon leurs traditions, ils seraient les descendants de l’union d’un ancêtre unique et d’une sirène.
Les Betsileo (les invincibles). Ils pratiquent la riziculture en terrasses dans le centre de l’île. Les flancs sculptés de leurs rizières sont semblables au paysage d’Asie du Sud-Est.
Repoblikan’i Madagasikara (république de Madagascar en malgache) trouve son origine toponymique dans le golfe de Thaïlande. Les navigateurs Arabes avaient constaté que l’idiome malgache s’apparentait à la langue austronésienne parlée en Malaisie. Ils nommèrent le territoire « île malaise » ou malay-jazayra. Madagascar en est une translittération européenne.
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Construction sur pilotis, typique du peuple Betsimisaraka. Crédit photo : Heinonlein via Wikimedia.
Devins malgaches Antandroy au cours d'un art divinatoire en 1924. Crédit photo : Raymond Décary via Wikimedia.
Enfants Betsileos devant les rizières en terrasse, dans le centre de l'île de Madagascar. Crédit photo : Heinonlein via Wikimedia.
L’action environnementale
Dans un article publié en septembre 2024, l’AFD (Agence Française de Développement) détaille un projet d’accompagnement pour les exploitations familiales agricoles malgaches.
Le projet est en cours pour une durée de trois ans et des résultats sont escomptés :
Application de nouvelles pratiques agroécologiques par 2 250 exploitations agricoles.
220 hectares de terre reboisés.
600 hectares de terres agricoles utilisés pour des productions agroécologiques.
10 200 élèves et 120 enseignants formés à la protection de l’environnement.
Initiation d’un dialogue sur l’agroécologie avec les acteurs politiques locaux.
Le mouvement local FARM (Femme en Action Rurale de Madagascar) intègre le développement agroécologique à son combat. Ce groupe solidaire entre femmes rurales créé en 2018 lutte ainsi contre la faim et le dérèglement climatique. La photographe Roberta Valerio les a rencontrées en avril 2024. Elle raconte leur parcours en image.
La photographe Roberta Valerio est allée à Madagascar à la rencontre de notre partenaire FARM et d’agricultrices engagées en faveur de l’agroécologie. En images, elle nous raconte leurs parcours. Crédit vidéo : CCFD – Terre Solidaire
Le WWF (Fonds mondial pour la nature) mène un programme de protection de la nature et de l’environnement à Madagascar. Activement engagée pour la préservation de la biodiversité, l’organisation pilote plusieurs actions :
Le développement communautaire de l’énergie solaire.
L’équipement technique des foyers.
La création d’aires protégées.
La préservation des mangroves du Manambolo (fleuve du versant ouest se jetant dans le canal du Mozambique).
L’isolement de l’île de Madagascar au cours des temps géologiques, son positionnement géographique, la variété de son relief et de son climat, en font un lieu d’une remarquable biodiversité. La Grande Île est soumise à des enjeux environnementaux de premier plan.
L’île de Madagascar : terre d’habitation pour nombre d’espèces
Situation géographique de l’île de Madagascar
L’île de Madagascar est un État insulaire long de 1580 km et large de 580 km. Située dans l’océan Indien, à environ 400 km de la côte est du Mozambique, la république de Madagascar est la 4ᵉ île du monde en termes de superficie. Ses 587 295 km² la place derrière le Groenland, la Nouvelle-Guinée et Bornéo. À noter que l’Australie ne fait pas partie du classement, car bien que certaines sources lui attribuent les deux appellations, elle est habituellement considérée comme un continent et non comme une île.
L’État insulaire est traversé par le tropique du Capricorne au sud et se situe dans la zone de convergence intertropicale pendant l’été austral. En climatologie, les variations de la ZCIT (zone de convergence intertropicale) ont un impact direct sur les précipitations dans la région équatoriale. Elles sont à l’origine de la saison sèche et de la mousson (saison des pluies). La ZCIT est une zone propice à la formation de cumulonimbus, de puissants orages et des cyclones tropicaux.
La côte orientale de l’île de Madagascar est exposée aux alizés toute l’année, on l’appelle « la côte au vent ». La côte occidentale en est abritée, c’est « la côte sous le vent ».
La variété du relief sur l’île permet de la diviser en 5 zones climatiques :
Un climat de type tropical au nord, avec des températures comprises entre 15°C et 37°C. Pendant la mousson, de décembre à avril, la région reçoit des pluies abondantes.
Un climat de type tropical humide sur la côte est, avec une température annuelle moyenne de 24°C. De janvier à mars, cette partie de l’île est fortement exposée aux alizés et aux cyclones tropicaux.
Un climat de type tropical de savane dans le grand ouest. Les températures varient de 6°C à 37°C. Pendant la saison sèche (de mai à novembre), la moyenne des précipitations est inférieure à 60 mm.
Un climat de type subtropical dans les hautes terres du centre de l’île. Les pluies estivales dominent et la moyenne des températures annuelle est de 20°C.
Un climat de type subdésertique à l’extrême sud. L’amplitude thermique est élevée, avec des températures allant de -6°C à 40°C. Les pluies sont rares : le taux d’évaporation excède le taux de précipitations.
Vue satellite de la zone de convergence intertropicale. Crédit photo : Nilfanion via Wikimedia.
L’île de Madagascar en relief
L’île de Madagascar est parfois nommée l’île Rouge en référence à la latérite qui colore ses plateaux. Cette roche ocre nacarat se forme par altération des minéraux sous les climats tropicaux. Particulièrement riches en hydroxydes de fer, les sols rouges de Madagascar sont prédominants dans les hauts plateaux de centre.
La latérite se forme par altération des roches sous les climats tropicaux. Elle est riche en hydroxydes de fer. Crédit photo : Photoforyou via Pixabay.
Le relief de l’île de Madagascar est dissymétrique et diversifié. Il est observable le long de trois bandes irrégulières orientées nord-sud.
À l’est : une plaine côtière délimitée par l’océan Indien et un rempart abrupt. Des lagons abrités par une barrière de corail bordent la façade orientale, recouverte par des forêts humides de moyenne altitude. Cette pénéplaine oscille entre 150 m et 500 m au-dessus du niveau de la mer.
Au centre : les hauts plateaux s’étendent de 800 m à 1 500 m d’altitude. Cette région intérieure couvre 60% du territoire et renferme son plus haut sommet (le Maromokotro : pic volcanique de 2 876 m d’altitude).
À l’ouest : de vastes plaines redescendent doucement jusqu’au canal du Mozambique, dans un relief de cuestas. Un nivellement de crêts est particulièrement observable dans le bassin de Morondava. Cette région karstique offre des chefs-d’œuvre de la Nature, comme les fameuses cathédrales de calcaire, autrement appelées les « Tsingy de Madagascar ».
Maromokotro est la plus haute montagne de Madagascar, elle culmine à 2 876 mètres d’altitude. La croyance populaire affirme que les esprits viennent y errer après la mort. Crédit photo : Yann Mayette via Wikimedia.
Histoire géologique de l’île de Madagascar
Des études sédimentologiques permettent de situer l’origine géologique de Madagascar à proximité de l’actuel Kenya. À la fin du Précambrien, il y a environ 600 millions d’années, la Grande Île se situait au centre du Gondwana. Cet ancien supercontinent réunissait ce que sont aujourd’hui l’Amérique du Sud, l’Antarctique, l’Australie, l’Inde, l’Arabie, l’Afrique et l’île de Madagascar. Cette immense masse continentale a commencé à se fracturer au début du Jurassique, il y a près de 180 millions d’années, permettant ainsi l’ouverture des bassins océaniques somalien et mozambicain.
À la fin du Crétacé, l’Inde s’est séparée du continent africain et a entamé sa dérive vers le nord. Madagascar s’en détacha il y a 88 millions d’années. Voilà donc, à peu près, l’âge de la plus vieille île du monde.
L’île de Madagascar a suivi une trajectoire le long d’une faille orientée nord-sud. Un parcours identifiable par la dorsale de Davie, crête médio-océanique de 1200 km, culminant actuellement à 20 mètres sous le niveau de la mer dans le canal du Mozambique.
L’île est unique en ce sens que l’on observe, dans sa structure géologique, presque toutes les périodes de l’histoire de la planète.
Une biodiversité endémique
Eldorado d’un règne animal et végétal, l’île de Madagascar voit s’épanouir une faune et une flore uniques depuis des millénaires. Son isolement biogéographique, son relief nuancé associé à un climat composite, ont contribué au développement d’espèces propres en ces lieux. L’est de l’île est une écorégion chaude et humide, l’un des espaces les plus riches de la planète en termes de biodiversité. Elle est considérée par le Fonds mondial pour la nature (WWF), comme exceptionnelle au niveau biologique et prioritaire en matière de conservation.
Madagascar abrite plus de 250 000 espèces et 70% d’entre elles sont endémiques.
80% à 90% de la faune malgache n’est observable nulle part ailleurs et la flore endémique de l’île ne compte pas moins de 19 000 espèces. L’île de Madagascar retient près d’un millier de variétés d’orchidées et sept classes de baobabs, contre une seule sur tout le continent africain. La plus vieille île du monde est un sanctuaire de la nature pour tous les scientifiques.
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Le Lémur catta est le plus anciens des lémuriens de Madagascar. Il vit en groupes pouvant compter jusqu'à 30 individus et dirigés par une femelle dominante. Il fait partie des 25 primates les plus menacés au monde. Crédit photo : Yves Picq via Wikimedia.
Le baobab de Grandidier pousse dans la partie sud-ouest de Madagascar entre le Lac Ihotry et Bereboka. Crédit photo : Bernard Gagnon via Wikimedia.
De nombreuses associations sont présentes à Madagascar et depuis 1963, le WWF s’efforce de préserver son unique biodiversité. L’ONG environnementaliste lance une alerte quant à la sauvegarde de certaines espèces menacées.
Le facteur humain sur l’île de Madagascar
La destruction de l’environnement sur l’île de Madagascar a pris des proportions alarmantes.
Avec un taux de pauvreté estimé à 80,7% en 2023, une agriculture de subsistance n’enraye pas la malnutrition à Madagascar. Par tradition, les cultivateurs locaux pratiquent le « tavy », en d’autres termes : une agriculture sur brûlis. Il s’agit d’un procédé agraire par lequel les champs sont défrichés par le feu. Procédé tristement réputé à travers le monde, comme en Amazonie.
Sur l’Île Rouge, 90% des surfaces boisées originelles ont disparu.
La tavy (brûlis) vise à incendier les terres afin de replanter par la suite. Crédit photo : Fitiamg via Wikimedia.
En outre, l’île de Madagascar souffre d’une exploitation forestière illégale.
Le caractère unique des espèces sauvages malgaches alimente les convoitises sur les marchés étrangers. L’ébène et le bois de rose, robustes et prestigieux, sont très prisés en Asie. Ils peuvent se vendre jusqu’à 2000 dollars la tonne, ce qui encourage un trafic non autorisé.
La faune endémique n’est pas épargnée. Les tortues terrestres, les requins (pour leurs ailerons) ou encore, les hippocampes, sont également exposés à une forme de commerce illicite.
Selon une étude publiée en décembre 2019 dans la revue Nature Climate Change, l’emblématique lémurien de Madagascar est aujourd’hui menacé de disparition. La destruction de son habitat et les conséquences du réchauffement climatique en sont les principales causes.
Madagascar, la plus vieille île du monde, est riche d’une biodiversité inégalée sur Terre. Son isolement géographique, la rudesse de son climat et l’action humaine face à la pauvreté, mettent en péril son caractère unique. De nombreuses associations œuvrent sur place depuis plusieurs années. Mais dans un contexte de réchauffement climatique global, ces actions suffiront-elles à préserver l’île d’une destruction avancée ?
RETENEZ
Madagascar est la plus vieille île du monde.
L’île de Madagascar abrite le nombre d’espèces endémiques le plus important sur Terre.
La Grand île fait face à de nombreuses menaces environnementales, notamment la déforestation massive due à l’agriculture sur brûlis, l’exploitation illégale de ressources et la destruction des habitats naturels.
Des initiatives locales tentent de protéger l’environnement, avec des projets axés sur l’agroécologie, la reforestation, l’éducation environnementale, et la création d’aires protégées.
Le climat du quaternaire, l’époque géologique dans laquelle on vit, est marqué par des évolutions cycliques qui s’expliquent par différents mécanismes naturels. Ces cycles climatiques peuvent être décomposés en deux périodes distinctes : les périodes glaciaires, où dominent les glaces, et les périodes interglaciaires, plus chaudes. La transition de la période du Pléistocène à l’Holocène, il y a environ 12 000 ans, représente un des moments clés de l’histoire climatique de la Terre. Elle marque la fin d’une longue période glaciaire et l’entrée dans une période de réchauffement et de stabilité climatique qui a permis à la civilisation humaine de se développer. Comment la Terre a-t-elle évolué de vastes calottes glaciaires à des paysages plus tempérés ? Quelles sont les raisons qui déclenchent ces cycles ? Quels ont été les impacts sur les écosystèmes et les sociétés humaines ? Les fluctuations du climat, l’avancée ou la fonte des glaces, les variations du niveau des mers, la disparition de certaines espèces comme les mammouths sont autant de phénomènes à décrypter pour mieux appréhender les impacts de ces variations climatiques. Cet article détaille les raisons de ces phénomènes climatiques et comment ils façonnent les paysages et la vie terrestre depuis des millions d’années. Le sujet de l’impact des activités humaines sur ces cycles naturels est aussi abordé.
Concepts clés de l’évolution climatique
Une période glaciaire, ou glaciation, se réfère à une phase où de vastes masses de glace s’étendent sur les continents. Durant ces périodes, on retrouve des calottes glaciaires (ou inlandsis lorsqu’elles dépassent 50 000 km²), des glaciers d’eau douce qui recouvrent certaines zones continentales, principalement aux pôles.
A contrario, une période interglaciaire correspond à une phase de réchauffement, caractérisée par un retrait des glaciers et des conditions climatiques plus tempérées.
Le climat du Quaternaire : une planète sous la glace
La période géologique et climatique actuelle est appelée le Quaternaire. C’est au cours de cette ère que notre espèce est apparue : Homo Sapiens. Cette période a débuté il y a 2,58 millions d’années et compte différentes époques. Le Pléistocène, qui s’étend du début du Quaternaire jusqu’à 11 700 ans avant le présent, a marqué une période clé de l’histoire climatique durant laquelle la Terre a traversé plusieurs épisodes glaciaires.
Le climat à l’ère du Pléistocène, ça donne quoi ?
Au Pléistocène, la Terre était recouverte de vastes calottes glaciaires et de glaciers de montagne. Au cours de cette période, la planète a connu son Dernier Maximum Glaciaire (DGM), il y a environ 21 000 ans. Ce pic de froid se caractérise par une extension extrême des calottes glaciaires, dont un inlandsis allant de la Scandinavie jusqu’à la Grande-Bretagne en passant par l’Allemagne. En Amérique du nord, une calotte glaciaire comme celle du Groenland atteignait la latitude de New York. Au total, environ 25 % de la surface terrestre était sous la glace. Le niveau des mers était alors inférieur de 120 mètres par rapport à aujourd’hui, créant des ponts terrestres entre les continents, comme celui reliant la France à l’Angleterre. De tels bouleversements climatiques ont permis aux néandertaliens d’effectuer des migrations vers des climats plus cléments et ainsi d’évoluer.
Pour ce qui est des températures, les hivers étaient extrêmement froids, avec des températures en Europe allant jusqu’à -30°C. En comparaison, la température moyenne mondiale était d’environ 8°C, contre 14°C actuellement. Ces conditions climatiques ont bouleversé la répartition de la faune et de la flore. Par exemple, les déserts s’étaient considérablement étendus, couvrant près de la moitié de l’Australie, tandis que l’Europe subissait des tempêtes de poussière d’une rare intensité. La quantité de poussière dans l’atmosphère était 20 à 25 fois plus élevée qu’actuellement.
Par exemple, les déserts s’étaient considérablement étendus, couvrant près de la moitié de l’Australie, tandis que l’Europe subissait des tempêtes de poussière d’une intensité jamais observée aujourd’hui, avec des niveaux de poussière dans l’atmosphère niveaux de poussière dans l’atmosphère20 à 25 fois plus élevés qu’à l’époque actuelle.
Le Pléistocène s’est achevé il y a environ 12 000 ans, avec le début de la fonte des glaciers et une élévation des températures, marquant la transition vers une période interglaciaire : l’Holocène.
Minimum (interglaciaire, en noir) et maximum (glaciaire, en gris) de la glaciation de l’hémisphère Nord. Crédit photo : Wikimedia
La transition vers l’Holocène : une période climatique stable
La transition finale du Pléistocène à l’Holocène s’est produite il y a environ 11 700 ans, marquant le début de notre époque actuelle. L’Holocène est considérée comme une période connue pour sa stabilité climatique, avec des températures plus chaudes et des fluctuations climatiques moins extrêmes.
Cette stabilité climatique a joué un rôle crucial dans le développement de l’agriculture et des premières civilisations humaines. Elles ont profité de cette transition pour évoluer vers un mode de vie plus sédentaire. Le réchauffement climatique a permis la colonisation de nouvelles terres et le développement de cultures agricoles, notamment au Proche-Orient, dans ce que l’on appelle le Croissant fertile. Les premiers villages ont émergé, marquant le début de la Révolution néolithique.
Les impacts écologiques de cette transition ont été profonds. La fonte des glaciers a libéré d’immenses territoires, créant de nouveaux habitats pour les plantes et les animaux. Les forêts de feuillus ont colonisé les latitudes moyennes, et de nombreux grands mammifères de la période glaciaire ont disparu, comme les mammouths, les mastodontes ou encore les tigres à dents de sabre.
Holocène : causes et manifestations climatiques
Le climat du Quaternaire fonctionne par cycles, alternant entre des périodes glaciaires et interglaciaires. Mais comment se produit la transition d’un cycle à un autre ? Plusieurs mécanismes naturels peuvent expliquer le passage d’une période à une autre.
Les cycles de Milankovitch : facteurs clés du climat du Quaternaire
Au XXème siècle, l’astronome Serbe Milutin Milankovitch a développé une théorie selon laquelle les changements de l’orbite de la Terre autour du soleil a des conséquences sur le climat terrestre. Selon l’inclinaison (aussi appelé obliquité de l’écliptique) de la Terre, son mouvement giratoire (précession des équinoxes) et sa distance variable (excentricité de l’orbite) avec le Soleil, l’énergie solaire reçue va différer. Bien que ces changements soient subtils, ils exercent un effet significatif sur le climat du quaternaire, contribuant ainsi à l’alternance entre les périodes glaciaires et interglaciaires.
Lorsque les cycles de Milankovitch provoquent des étés relativement frais et des hivers assez rigoureux, les glaciers ont tendance à se former et persister, ce qui favorise l’entrée dans une période glaciaire. À l’inverse, lorsque les étés deviennent plus chauds, comme cela s’est produit il y a environ 11 700 ans, les glaciers fondent rapidement, initiant ainsi une transition vers une période interglaciaire comme l’Holocène.
En plus de permettre d’étudier les périodes géo-climatiques passées, cette théorie, confirmée en 1976, permet également de prédire les futures périodes glaciaires.
Cette découverte fut une réelle révolution scientifique. En plus de servir de base pour l’étude des périodes géo-climatiques passées, la théorie de Milankovitch, confirmée en 1976 par l’analyse des carottes glaciaires et des sédiments marins, permet également de prévoir les futures périodes glaciaires. Ces cycles orbitaux, qui influencent la distribution de l’énergie solaire sur Terre, suivent des rythmes réguliers, ce qui aide les scientifiques à anticiper les changements climatiques à long terme.
Schématisation des cycles de Milankovitch : obliquité de l’axe de rotation de la Terre, précession des équinoxes et excentricité de l’orbite terrestre. Crédit photo : Hannes Grobe, Institut Alfred Wegener pour la recherche polaire et marine, Creative Commons CC-BY-SA-2.5.
Toutefois, les cycles de Milankovitch ne sont pas les seuls facteurs qui permettent d’expliquer complètement les variations glaciaires et interglaciaires. En réalité, ces cycles ont initié un réchauffement climatique en cascade, mettant en lumière d’autres mécanismes naturels qui ont amplifié ce réchauffement.
Circulation thermohaline et albédo : moteurs du changement climatique en chaîne
La circulation thermohaline (“thermo” de température et “haline” de salinité) joue un rôle crucial dans l’alternance des périodes glaciaires et interglaciaires. Elle influence la distribution de la chaleur et du CO2 dans les océans, donc à l’échelle planétaire.
Lors des périodes glaciaires, les eaux froides et denses des régions polaires plongent vers les profondeurs, emprisonnant ainsi de grandes quantités de CO₂. Ce stockage en profondeur contribue à maintenir des niveaux de CO₂ plus bas dans l’atmosphère, ce qui renforce le refroidissement global.
Pendant les périodes interglaciaires, le réchauffement climatique libère le CO₂ piégé dans les océans. À mesure que les températures augmentent, les eaux de surface se réchauffent et perturbent les courants océaniques. Le CO₂ remonte des profondeurs et s’échappe dans l’atmosphère, renforçant l’effet de serre et accélérant le réchauffement global dans un processus en chaîne appelé « effet boule de neige ».
Un autre phénomène intervient lors de la fonte des masses glaciaires : l’apport massif d’eau douce dans les océans. Lorsque les glaciers et les banquises fondent, leur eau douce va se mélanger à l’eau salée des océans, modifiant leur salinité.
L’eau douce provenant de la fonte des glaces est moins dense que l’eau salée, ce qui l’empêche de plonger en profondeur. Cela modifie la salinité des océans et perturbe la circulation thermohaline. En conséquence, la répartition de la chaleur dans les océans change, et des courants marins majeurs comme le Gulf Stream peuvent ralentir ou dévier. Cette perturbation impacte le climat mondial en modifiant la distribution de la chaleur entre les régions tropicales et polaires, ce qui peut intensifier les changements climatiques.
Schéma simplifié de la circulation océanique globale. Crédit photo : Plateforme Océan et Climat
De plus, l’albédo, qui désigne le pourcentage de lumière réfléchie par une surface, joue un rôle essentiel dans la régulation de l’énergie solaire sur Terre. Lors des épisodes interglaciaires et la fonte des calottes glaciaires, les surfaces réfléchissantes comme la glace et la neige disparaissent au profit de surfaces plus sombres (donc avec un faible albédo) comme l’eau et la terre. Ces surfaces vont donc absorber plus de chaleur et se réchauffer, ce qui entraine un réchauffement supplémentaire, selon un cercle vicieux.
Le rôle des sols et de la végétation
Pendant les périodes interglaciaires, les températures augmentent. Le pergélisol, un sol gelé en permanence, commence à fondre. Cette fonte libère des gaz à effet de serre, comme le dioxyde de carbone (CO₂) et le méthane (CH₄). Cela renforce l’effet de serre et accélère le réchauffement global.
Les sols stockent une grande quantité de carbone sous forme de matière organique. Grâce à la photosynthèse, les plantes absorbent le CO₂ et le transforment en matière organique. Lorsqu’elles se décomposent, cette matière s’infiltre dans les sols, contribuant à leur richesse en carbone. Lorsque les sols stockent plus de carbone qu’ils n’en rejettent, on parle de puits de carbone.
L’augmentation des températures accélère la décomposition de la matière organique. Cela libère plus de CO₂ dans l’atmosphère que ce que les sols peuvent absorber, car leur capacité d’absorption est limitée. Lorsque cette capacité est dépassée, l’excès de CO₂ renforce l’effet de serre, ce qui intensifie le réchauffement climatique global.
De plus, avec le réchauffement du climat, certaines plantes ne peuvent pas survivre et le phénomène de photosynthèse ne s’opère plus.
Bien que ces processus soient d’origine naturelle, ils sont aujourd’hui amplifiés par les activités humaines, qui émettent davantage de gaz à effet de serre dans l’atmosphère, accélérant ainsi le réchauffement planétaire.
Les cycles naturels de glaciation et de réchauffement façonnent notre planète depuis des millénaires, mais aujourd’hui, l’empreinte humaine modifie profondément l’équilibre climatique.
L’Anthropocène : l’impact de l’Homme sur le climat
Les scientifiques ont démocratisé un nouveau terme pour définir la période « géo-climatique » actuelle : l’Anthropocène. Elle met en avant l’impact de l’Homme sur les bouleversements environnementaux actuels. Une transformation qui s’est accélérée depuis le depuis le milieu du XIXe siècle, avec la révolution industrielle.
Selon les résultats d’une étude publiée en 2020 dans la revue Nature, des chercheurs de l’université de l’Arizona du Nord, démontrent qu’en seulement 150 ans, les activités humaines ont effacé environ 6 500 ans de refroidissement naturel. Pour en arriver à ces conclusions, ils ont analysé des données écologiques et géochimiques pour reconstruire les variations de températures moyennes pendant l’Holocène. Les chercheurs révèlent que les températures actuelles sont comparables à celles d’il y a 125 000 ans et que la période 2010-2019 a été la plus chaude des 10 000 dernières années.
Le GIEC (Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat) met également en évidence cette accélération dans ses rapports. Dans son dernier rapport paru en 2023, l’accent a été mis sur cette accélération anthropique du réchauffement climatique. « Les hausses observées de la concentration de gaz à effets de serre (GES) depuis 1750 environ sont causées par l’activité humaine, sans équivoque » (GIEC).
Les rejets de CO2 liés aux activités humaines sont à l’origine du réchauffement climatique. Crédit photo : Adobe Stock
Les prévisions sont alarmantes : la température mondiale pourrait augmenter de 2°C à 6,4°C d’ici la fin du siècle si des actions majeures ne sont pas entreprises. Cette hausse n’affectera pas seulement le climat actuel, mais pourrait également retarder la prochaine ère glaciaire de 50 000 à 100 000 ans.
À court terme, les conséquences pour l’humanité sont tout aussi préoccupantes. Les risques liés à la sécurité alimentaire, la santé publique et la survie des populations vulnérables augmentent rapidement. Le GIEC tire la sonnette d’alarme : sans une réduction rapide des émissions, l’impact sur nos sociétés sera irréversible.
En résumé, le climat du Quaternaire a toujours connu des alternances de cycles naturels de périodes glaciaires froides et interglaciaires plus chaudes. Cependant, les activités humaines ont accéléré le réchauffement de l’Holocène, la dernière période interglaciaire, perturbant ce cycle naturel. Il est essentiel que les pays suivent les recommandations du GIEC pour limiter la hausse des températures à 1,5°C d’ici 2030, par rapport à l’ère préindustrielle.
RETENEZ
Le climat du Quaternaire alterne entre des périodes glaciaires et interglaciaires sous l’influence de mécanismes naturels : les cycles de Milankovitch.
La transition entre la Pléistocène et l’Holocène, il y a 12 000 ans, a marqué la fin d’une longue période glaciaire et le début d’une ère climatique stable, propice à l’émergence de l’agriculture et des premières civilisations humaines.
Depuis l’Anthropocène, les activités humaines perturbent ces cycles naturels en accélérant le réchauffement climatique, provoquant des conséquences graves pour les écosystèmes et les sociétés.
Kaufman D, McKay N, Routson C, Erb M, Dätwyler C, Sommer PS, et al. Holocene global mean surface temperature, a multi-method reconstruction approach. Sci Data [En ligne]. 30 juin 2020 [cité le 20 nov 2024];7(1):201. Disponible: https://www.nature.com/articles/s41597-020-0530-7
Qu’est-ce qu’un atoll ? Ces formations coralliennes intrigantes, véritables anneaux de corail flottant au milieu de l’océan, émerveillent par leur beauté et leur complexité. Ces écosystèmes marins uniques, avec leurs lagons turquoise et leurs récifs coralliens, sont des joyaux de biodiversité qui captivent à la fois la communauté scientifique et les voyageurs. Mais comment se forme un atoll ? Quelles théories expliquent leur genèse ? La théorie de Darwin est confrontée aux résultats des recherches contemporaines. Cet article explore également la richesse de la vie sous-marine des atolls et les défis environnementaux majeurs auxquels sont confrontés ces sanctuaires coralliens, tout en soulignant l’importance de leur conservation.
Qu’est-ce qu’un atoll : définition et caractéristiques
Origine étymologique et caractéristiques principales
Le mot atoll provient d’”atolu”, issu de la langue indo-aryenne des îles Maldives, et qui signifie « à l’intérieur de ». L’origine de ce mot fait donc allusion à la lagune, qui constitue l’intérieur même de ces îles coralliennes.
En d’autres termes, un atoll est une ceinture de récifs coralliens emprisonnant en son centre un lagon. La croissance verticale des coraux lui confère sa forme si caractéristique de cercles ou couronnes entrecoupées par endroits par des ouvertures sur l’océan. Ces couloirs, appelés passes récifales pour les plus profondes ou hoa de plus faible profondeur, laissent filtrer les courants marins et assurent la pérennité de la vie marine.
Composition corallienne des atolls
La typicité même d’un atoll se caractérise par un récif qui, par affleurement à la surface de l’eau, forme une barrière visible en forme de cercle.
Toutefois, cet anneau est l’infime partie d’un écosystème algocorallien complexe, qui doit son salut et sa survie à une extraordinaire capacité à se démultiplier.
Au sein d’un atoll, les coraux viennent se fixer sur les bords d’un affaissement géologique (subsidence). Grâce à des petits tentacules appelés polypes, ils capturent des organismes microscopiques nécessaires à leur développement : les planctons.
Cette nourriture riche qui apporte enzymes, oligo-éléments et acides gras joue un rôle concomitant avec un autre acteur tout aussi important pour les coraux : les zooxanthelles.
Ces algues minuscules trouvent refuge au sein même des polypes coralliens. Par un procédé d’échange naturel appelé symbiose, les zooxanthelles fournissent des sucres et de l’oxygène pour la croissance du corail. Ces algues symbiotiques reçoivent en contrepartie des substances carbonées rejetées par le corail.
Cet apport sécrété par les zooxanthelles s’effectue par un processus naturel : la photosynthèse. C’est pourquoi, au sein des atolls, l’eau se caractérise par sa clarté cristalline, permettant de laisser passer un maximum de lumière.
Pendant leur développement, ces organismes libèrent principalement de la matière calcaire, ce qui entraîne la minéralisation du corail. Un phénomène connu sous le nom de calcification. Cette longue transformation est à l’origine de la naissance des récifs coralliens.
Les étapes de l’évolution corallienne d’un atoll
Avant la naissance d’un atoll et l’émergence de sa forme si particulière, l’évolution du corail donne naissance à deux configurations récifales bien distinctes : le récif frangeant et le récif barrière.
Le récif frangeant : il est séparé d’une île centrale par un platier récifal peu profond pouvant apparaître à marée basse et qui s’étend sur quelques mètres. Dans le prolongement de ce platier, on retrouve une crête récifale exposée à la houle puis une pente descendante progressive ou très abrupte, appelée tombant.
Le récif barrière : il se distingue du récif frangeant par son éloignement plus important avec le littoral (plusieurs kilomètres) laissant place à une véritable mer intérieure : le lagon.
Les différents types de récifs coralliens. Crédit photo : Wikimedia Commons
Ces différents types de récifs constituent des étapes intermédiaires de l’évolution corallienne qui mènent à la formation d’un atoll.
Contrairement aux autres structures récifales, les atolls ne sont rattachés à aucune masse terrestre, du moins en apparence. Ceci s’explique par le phénomène de subsidence qui, jumelé à l’action graduelle de l’érosion marine, contribue à la disparition totale de l’île sous la surface de l’océan.
On retrouve donc les atolls en pleine mer, sous forme d’anneaux de corail, à l’intérieur duquel est enfermé un lagon aux profondeurs inégales, de quelques mètres à plusieurs dizaines de mètres. Ces véritables piscines aux eaux turquoise et de diamètre très variable (pouvant atteindre jusqu’à 60 km) disposent d’une couronne de corail entrecoupée par des passes.
Où trouver des atolls ?
Selon une étude de l’Ifremer en 2023, basée sur l’analyse d’images satellites, on recenserait pas moins de 598 atolls à travers le monde, présents principalement dans les eaux tropicales et subtropicales. Les conditions de température, d’ensoleillement et de salinité y sont idéales pour le développement de ces joyaux naturels. L’océan pacifique concentre à lui seul environ 75 % de ces anneaux de corail ! On en retrouve également dans l’océan Indien et quelques-uns en Atlantique.
Parmi cette abondance d’atolls dans le Pacifique, on peut évoquer celui de Rangiroa (archipel des Tuamotu) qui se distingue comme l’un des plus grands du monde. Composé de petits îlots appelés motus et séparés par des passes, cet atoll est réputé pour sa faune marine et ses coraux. Fait remarquable, il arbitre une exploitation viticole sur l’un de ses îlots, illustrant ainsi la diversité unique de ses formations coralliennes.
Les atolls, ces joyaux de corail entourant des lagons turquoise, sont des écosystèmes marins uniques, menacés par le changement climatique et l’activité humaine.
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Atoll de Rangiroa, archipel Tuamotu, Polynésie française. Crédit photo : NASA, Public domain, via Wikimedia Commons
Classé au patrimoine mondial de l’UNESCO, l’atoll d’Aldabra est une zone naturelle protégée connue pour sa biodiversité sous-marine, mais aussi grâce à sa colonie unique de tortues géantes pouvant atteindre 1,30 mètre ! Crédit photo : Wikimedia Commons
L’atoll de Bikini est malheureusement connu pour avoir été le cadre d’essais nucléaires dans les années 1940 et 1950. Crédit photo : U.S. Army, Wikimedia Commons
Véritable paysage de carte postale surnommé « le petit paradis », l’atoll d’Aitutaki offre un cadre idyllique avec des plages de sables blancs encerclant un lagon aux eaux cristallines. Crédit photo : ISS Expedition 2 crew, Wikimedia Commons
Loin du paradis sauvage, entaché par le développement d’une hôtellerie de luxe sur pilotis, cet atoll n’en reste pas moins un sanctuaire de biodiversité et un spot incroyable pour la plongée sous-marine et le snorkeling. Crédit photo : Ishan @seefromthesky, Wikimedia Commons
La formation des atolls : présentation des différentes théories
Qu’est-ce qu’un atoll ? Quelle est l’explication scientifique derrière leur formation ? Dans cette section, la théorie historique de Darwin est confrontée à une étude plus récente qui remet en question les connaissances établies. L’apport de plusieurs chercheurs sera également mentionné, enrichissant ainsi ces deux grandes théories.
La théorie classique de Charles Darwin
Le fondement même de la théorie de Darwin repose sur des mouvements tectoniques. Suite à la formation d’une île volcanique, le corail va commencer à se développer et se fixer le long du littoral dans des conditions optimales de croissance. Ainsi, dans des eaux peu profondes, chaudes et claires, le corail va se démultiplier pour finir par constituer un récif frangeant comme évoqué précédemment.
Selon Darwin, l’île subit alors un affaissement progressif, expliqué par le mouvement des plaques tectoniques. On assiste ainsi à deux phénomènes simultanés :
L’enfoncement de l’île volcanique augmente irrémédiablement la distance entre la côte et le récif corallien.
La barrière poursuit sa croissance grâce à la calcification. Le corail ainsi calcifié sert de point de fixation aux jeunes pousses. C’est la naissance du récif barrière autour de l’île.
Enfin, l’enfoncement géologique se poursuit par le mouvement continu des plaques et entraîne une immersion complète de l’île. La formation corallienne se développe sur la couche terrestre maintenant immergée. Le récif barrière croit jusqu’à affleurer à la surface de l’eau, faisant ainsi apparaître une forme circulaire : l’atoll !
L’apport du modèle karstique
Le modèle karstique a été développé à partir des années 30, puis amélioré et revu à maintes reprises jusque dans les années 70, grâce à l’implication et la contribution de nombreux scientifiques. Les études ne remettent pas en cause l’apport de Darwin sur l’origine de la formation des atolls. Au contraire, le modèle vient compléter l’ancienne théorie et prend en compte une variable jusque-là occultée par Darwin : la fluctuation du niveau de la mer.
Le modèle karstique propose des concepts scientifiques clés, clarifiant l’évolution des atolls d’un point de vue géologique et hydrogéologique. Ainsi, la karstification au sein des atolls explique l’affaissement central de la structure corallienne par deux principaux procédés naturels.
La dissolution de la roche sédimentaire : le squelette des coraux composé de sédiments calcaires va, au fil du temps, se dissoudre au contact des pluies acides. Par effet de ruissellement, ce phénomène se concentre au centre de l’anneau de corail.
La formation de cavité souterraine : en conséquence de cette dissolution, un réseau de tunnels et d’excavations souterraines se forme, fragilisant la structure de l’atoll.
En définitive, l’influence de ces deux événements conduit à l’effondrement central de l’atoll. Lors des périodes interglaciaires, l’élévation du niveau de l’océan s’accompagne d’une immersion de cette dépression centrale : il se forme un lagon. Les bords extérieurs se couvrent ainsi de coraux faisant naître un anneau de corail.
La théorie moderne de formation des atolls
Il a fallu attendre plus de deux siècles après les conclusions de Charles Darwin pour que sa théorie soit remise en question. Une étude récente, publiée dans Annual Review of Marine Science, vient bouleverser cette vision darwinienne. Au printemps 2020, deux scientifiques, Stephan Jorry et André Droxler, entreprennent d’analyser diverses valeurs mesurées au cours des cinquante dernières années (données géologiques, sismiques combinées au traitement d’images satellites). Leurs résultats et observations mettent en évidence deux variables qui remettent en question la théorie de Darwin jusque-là prédominante :
Grâce à l’étude de récents forages effectués par des compagnies pétrolières en quête de nouveaux gisements, les deux scientifiques révèlent un premier point de questionnement. En effet, ils constatent la présence de roche volcanique sous la couche inférieure des atolls comme l’atteste Darwin, mais elle est recouverte par un à trois kilomètres de calcaire en fonction des prélèvements.
La théorie classique semble incomplète aux yeux de Jorry et Droxler. À leurs yeux, Darwin ne prend pas en compte une variable importante et fondamentale, car peu voire pas connue à l’époque : la fluctuation du niveau de la mer au fil du temps.
Ainsi, d’après Jorry et Droxler, l’origine des atolls viendrait de la formation de banc à sommet plat ou platier récifal légèrement immergé, prenant forme sur une base volcanique. L’édification de ces plateaux de coraux résulte d’une période climatique chaude et stable qui aurait duré 80 000 ans.
Le platier récifal est ensuite façonné au fil des périodes glaciaires et interglaciaires où le niveau de la mer fluctue. Ainsi, durant les périodes glaciaires, le niveau baisse laissant apparaître à la surface les plateformes coralliennes.
À découvert, face aux pluies parfois acides jumelées au procédé de karstification, le plateau se creuse en son centre par dissolution : c’est la naissance du lagon du futur atoll.
Lors des épisodes d’élévation du niveau marin, l’eau inonde ces dépressions centrales formant un lagon. Les coraux poursuivent leur croissance de manière verticale sur les bordures surélevées des plateformes karstiques (crêtes récifales), exposées à la lumière. Ce processus de recolonisation des coraux donne naissance à la forme annulaire si caractéristique des atolls.
La théorie récente des chercheurs Jorry et Droxler repose sur l’examen du sous-sol des atolls. Avec la technique de carottage, les prélèvements ont démontré que les phases de croissance coralliennes coïncident bien avec les périodes interglaciaires, validant scientifiquement les avancées majeures des deux spécialistes.
La biodiversité exceptionnelle des atolls
Véritable oasis océanique, les atolls offrent un refuge précieux à d’innombrables espèces qui viennent s’épanouir dans les eaux lagunaires riches en nutriments et sans cesse renouvelées.
La faune présente au sein des atolls
Au sein du lagon et autour de l’anneau récifal, on recense de nombreuses espèces :
Les coraux : on en distingue deux types au sein des atolls dont les coraux durs, constructeurs du récif et les coraux mous qui ne produisent pas de squelettes calcaires. Ces organismes apportent un riche éventail de formes et de couleurs à l’univers aquatique.
Les poissons de récifs dont le célèbre poisson-clown, mais aussi les prédateurs avec certaines espèces de requins, les barracudas et mérous attirés par la concentration de proies. Les poissons herbivores comme les poissons-perroquets sont également très importants et viennent réguler la prolifération d’algues envahissantes.
Les invertébrés marins avec les mollusques (bénitiers, poulpes, etc.), les crustacés (crabes, langoustes, crevettes) et de nombreux spécimens d’étoiles de mer, oursins et concombres de mer (famille des échinodermes).
Les reptiles marins avec principalement les tortues de mer.
Les mammifères marins comme les dauphins et plus rarement les dugongs, aussi appelés vache des mers.
Enfin, les espèces vivantes hors de l’eau avec les oiseaux marins.
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Grande diversité de formes et de couleurs des coraux. Crédit photo : bedneyimages, Freepik
Poissons clown nageant dans le corail en Papouasie-Nouvelle-Guinée. Crédit photo : Nick Hobgood, Wikimedia Commons
Une vache de mer broutant de l'herbe sur un platier. Crédit photo : Julien Willem, Wikimedia Commons
La flore caractéristique des atolls
Moins riche que sur les continents, la flore joue toutefois un rôle primordial dans la survie des atolls. On retrouve des espèces subaquatiques et des plantes terrestres :
Les plantes sous-marines : les atolls abritent une grande variété d’algues coralliennes dont les fameuses zooxanthelles, le phytoplancton et les herbiers ou prairies des mers. Elles sont à la fois une ressource alimentaire pour les tortues et un refuge pour de nombreuses espèces.
La végétation terrestre : les plantes et arbustes qui se développent sur les motus (îlots) ont la capacité de résister à la forte salinité de l’eau. On retrouve des cocotiers, des arbustes comme les panganus, et parfois même de la mangrove.
Mangrove au sein d’un atoll. Crédit photo : Ianaré Sévi, Wikimedia Commons
Les atolls face aux défis environnementaux et humains
Bien que les atolls ressemblent à des paradis isolés, ils sont confrontés à de nombreux défis environnementaux qui menacent leur survie. Au cœur de ces menaces se trouve le dérèglement climatique. Le réchauffement de la planète, combiné à l’acidification des océans, fragilise les coraux et leurs algues symbiotiques, les rendant plus sensibles aux maladies et au phénomène de blanchiment.
De plus, l’intensification des phénomènes météorologiques comme les tempêtes tropicales et les cyclones mettent à rude épreuve ces fragiles formations coralliennes.
À ces menaces d’origine naturelle viennent s’ajouter des pressions exercées par l’activité humaine, dont les deux principales sont :
La pollution des océans par les plastiques ou par les hydrocarbures avec une répercussion dévastatrice pour les espèces marines.
Le tourisme irresponsable, qui perturbe les écosystèmes, entraîne la destruction des coraux par le piétinement des plongeurs ou l’écrasement provoqué par les ancres de bateaux.
En définitive, la question « Qu’est-ce qu’un atoll ? » ouvre la voie à la découverte de bien plus que de simples îles paradisiaques. Ces anneaux coralliens sont le fruit de processus naturels complexes, depuis les théories de Darwin jusqu’aux recherches modernes de leur formation. En plus de présenter un intérêt géologique, ils abritent une biodiversité marine essentielle à l’équilibre des océans. Cependant, ces formations coralliennes sont aujourd’hui confrontées à des menaces sans précédent, rendant leur préservation plus urgente que jamais.
RETENEZ
Un atoll est un anneau de corail entourant un lagon central, formé par la croissance de récifs coralliens autour d’îles volcaniques en affaissement.
Les fluctuations du niveau de la mer au fil des périodes glaciaires et interglaciaires jouent un rôle dans la formation et l’évolution des atolls.
Véritable oasis océanique, les atolls offrent un refuge précieux à d’innombrables espèces dans des eaux lagunaires riches en nutriments.
Les atolls font face à des menaces croissantes, notamment le changement climatique, l’acidification des océans, les tempêtes, la pollution et le tourisme de masse.
Escalader l’un des plus hauts sommets du monde, à plus de 8 000 m, est un défi pour les alpinistes. Chaque montagne est dangereuse à cause des conditions extrêmes, des pentes abruptes et des neiges éternelles. Quels sommets sont les « huit mille » et quels défis posent-ils ? La plupart se trouvent en Asie, dans l’Himalaya et le Karakoram, formés il y a environ 60 millions d’années par la tectonique des plaques. Ces montagnes dangereuses, comme l’Everest ou le K2, attirent des alpinistes en quête d’exploits. Cet article raconte l’histoire de l’ascension des 10 plus hauts sommets du monde.
Le Mont Everest : le plus haut sommet du monde
L’Everest, le plus haut sommet de montagne du monde et les pics de la chaîne de l’Himalaya.
Au Népal, le Mont Everest (Sagarmatha en népalais) est situé dans la chaîne de l’Himalaya, elle-même constituée de 7 hauts sommets d’est en ouest : Dolpo, Mustang, Manaslu Annapurna, Langtang Helmabu, Everest, Makalu et Kangchenjunga. Frontalier de la région autonome du Tibet dans le Mahalangur Himal, le Mont Everest est la plus haute montagne du monde avec ses 8 848 mètres d’altitude.
Il y a environ 50 à 60 millions d’années, la collision entre le sous-continent indien et le reste du continent asiatique a été l’événement déclencheur de la formation de l’Himalaya. Le massif de l’Everest est formé de 3 unités tectoniques principales : les nappes du Khumbu, l’écaille du Nuptse et la « dalle du Tibet ». Depuis lors, son relief est forgé par l’érosion glaciaire. Les températures y sont extrêmement froides allant de -19°C en été à -60°C en hiver.
Découvert en 1847, le plus haut sommet du monde est baptisé en 1865 en l’honneur de Georges Everest, un arpenteur britannique. Pour autant, ce n’est que le 29 mai 1953 qu’Edmund Hillary et Tensing Norgay seront les premiers grimpeurs à atteindre le sommet officiellement.
L’Everest devient alors le « toit du monde » accueillant les plus grands exploits humains. En 1978, Reinhold Messner complète sa liste des sommets de plus de 8 000 mètres d’altitude en grimpant sans oxygène avec son coéquipier Peter Habeler. Plus récemment, le 22 mai 2024, l’alpiniste Kami Rita Sherpa, recordman des ascensions de sommets de plus de huit mille mètres, a atteint pour la 30e fois le point culminant du massif.
Depuis cette époque, ces exploits ont donné l’envie à des milliers d’alpinistes d’accomplir les mêmes prouesses. Pour autant, le gouvernement népalais a dû limiter l’accès à son sommet en raison du tourisme de masse qui dégrade cette région montagneuse et augmente les risques d’accidents.
K2 : la montagne sauvage du Pakistan
Le K2 culmine à 8 611 mètres d’altitude. Crédit photo : Photo de Daniel Born sur Unsplash
Le K2, à la frontière du Pakistan et de la Chine, culmine à 8 611 mètres d’altitude. C’est la deuxième plus haute montagne du monde et l’une des plus difficiles à gravir. Explorée dès 1909 par l’expédition du duc des Abruzzes, elle ne fut conquise qu’en 1954 par des Italiens de la cordée d’Achille Compagnoni et de Lino Lacedelli.
Le K2 a été nommé en 1856 ainsi par l’ingénieur et colonel Thomas George Montgomerie. Il effectua la mesure des 12 montagnes de la chaîne pour le compte de la Great Trigonometrical Survey en les nommant par la lettre K (de Karakoram) suivie de leur numéro de position du plus élevé au plus bas. Les données géodésiques actuelles ont permis de définir l’altitude officielle. Le K2 se trouve finalement en première position devant le Gasherbrum I culminant à 8 080 mètres. Depuis cette expédition, chaque sommet a été renommé par un nom local, mais le K2 conserve tout de même son titre.
Particulièrement redoutable avec son dénivelé abrupt, ses crevasses et ses conditions météorologiques rudes, c’est une montagne hostile pour ceux qui tentent de l’escalader. En effet, des vents de 200 km/h soufflent à son sommet et les avalanches sont fréquentes.
4 camps de base ont été créés en partant de la rive du glacier Godwin-Austen à partir de 5 000 mètres pour arriver au point culminant.
Le 16 janvier 2021, une équipe népalaise de haut niveau a grimpé pour la première fois le K2 en hiver, ce qui n’avait jamais été tenté jusqu’à présent.
Kangchenjunga, au sommet de l’Inde
Le Kangchenjunga est le point culminant de l’Inde. Crédit photo : by Labun Hang Limboo from Pixabay
Kangchenjunga est le 3e sommet du monde à une altitude de 8 586 mètres d’altitude et le point culminant de l’Inde. Ce sommet himalayen se situe à la limite indo-népalaise à l’est du Népal entre le district de Taplejung et l’État indien du Sikkim. Kangchenjunga signifie « Les cinq trésors de la grande neige » en tibétain puisqu’il est composé de 5 sommets, dont quatre sommets de plus de 8450 m.
En 1899, Douglas William Freshfield tente son ascension pour établir une cartographie de la montagne. Grâce à ces données cartographiques, Georges Band et Joe Brown, les alpinistes britanniques de l’expédition du Dr Ch. Evans ont pu atteindre son sommet le 25 mai 1955. L’histoire raconte qu’ils se sont arrêtés à quelques mètres du sommet réel par respect pour les croyances religieuses des Népalais et du Sikkim.
Depuis cette ascension, l’accès au Kangchenjunga a longtemps été fermé à l’alpinisme. Situé à la frontière entre le Népal et l’Inde, il a été source de tensions politiques jusqu’en 1988. Cette montagne est donc mieux préservée de la trace humaine, avec des sentiers peu balisés et abrupts. Les Limbu, parents des Raï, peuple vivant sur ces terres, sont les gardiens de cette muraille de roc et de glace. Avec le soutien du WWF Népal, une aire de conservation a été créée en mars 1997 afin de préserver les rivières et lacs de haute altitude ainsi que biodiversité.
Lhotse préserve sa nature
Lhotse à droite de l’Everest. Crédit photo : Pixabay
Le Lhotse atteint les 8 516 mètres entre la Chine et le Népal au cœur de l’Himalaya. Nommé « pic sud », le Lhotse est situé à 2,4 kilomètres au sud de l’Everest. D’ailleurs, le Lhotse est souvent escaladé à la suite de l’Everest, ce qui permet de grimper 2 sommets en faisant une économie d’énergie substantielle.
Les Suisses Fritz Luchsinger et Ernst Reiss ont réussi le 18 mai 1956, l’ascension de ce 4e plus haut sommet du monde. C’est une montagne plutôt préservée aujourd’hui grâce aux mesures gouvernementales.
Pour protéger les espèces rares, comme le léopard des neiges et le petit panda, le Népal a fondé le Parc national de Sagarmatha en 1976. Près de 114 800 hectares sont protégés, abritant plus de 6000 Sherpas répartis dans une vingtaine de villages. La population régule ainsi la chasse et l’abattage des animaux entre autres sur ce lieu protégé.
Makalu, le Géant qui dort six mois
Le Makalu surplombe 3 pays : le Tibet, la Chine et le Népal.Crédit photo : by Ben Tubby is licensed under CC BY 2.0, Flickr
Au Népal, le Makalu est nommé par les communautés locales Khumbakarna « le Géant qui dort six mois ». Sa proéminence est telle qu’il surplombe 3 pays : le Tibet, la Chine et le Népal.
Ce 5e sommet d’une hauteur de 8 485 mètres a été gravi avec succès, le 15 mai 1955 par les Français Lionel Terray et Jean Couzy.
De nombreux alpinistes considèrent le Makalu comme le plus technique des sommets. Plusieurs voies d’accès ont été tentées. Le versant nord et le versant sud constituent à ce jour les grandes voies d’accès au sommet. La face ouest, quant à elle, est jugée plus difficile.
Le Makalu est protégé au sein du parc national de Makalu Barun depuis 1992 sur le versant népalais. Une réserve de biosphère, nommée réserve naturelle de Qomolangma, se trouve aussi du côté tibétain. Ces zones de préservation garantissent la conservation de la biodiversité et le développement durable.
Les plus hauts sommets du monde, dominés par des conditions climatiques extrêmes, illustrent la force de la nature et le courage humain.
Les Plus Hauts Sommets du Monde
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Nanga Parbat est l'une des montagnes les plus difficiles à gravir. Crédit photo : Wikimédia Commons
Le Manaslu au coucher du soleil. Crédit photo : by bentubby.com is licensed under CC BY-NC-ND 2.0, Flickr
Le Makalu surplombe 3 pays : le Tibet, la Chine et le Népal.Crédit photo : by Ben Tubby is licensed under CC BY 2.0, Flickr
Lhotse à droite de l'Everest. Crédit photo : Pixabay
Le Kangchenjunga est le point culminant de l'Inde. Crédit photo : by Labun Hang Limboo from Pixabay
Le K2 culmine à 8 611 mètres d’altitude. Crédit photo : Photo de Daniel Born sur Unsplash
L'Everest, le plus haut sommet de montagne du monde et les pics de la chaîne de l’Himalaya.
Dhaulagiri, la montagne blanche. Crédit photo : Solundir
Cho Oyu, la déesse turquoise. Crédit photo : Hiroki Ogawa, Wikimédia Commons
L’Annapurna I est le 10e plus haut sommet du monde à 8 091 mètres d’altitude. Crédit Photo : mo jiaming sur Unsplash
Cho Oyu, la déesse turquoise
Cho Oyu, la déesse turquoise. Crédit photo : Hiroki Ogawa, Wikimédia Commons
Une neige abondante recouvre le Cho Oyu, 6esommet le plus élevé au monde culminant à 8 188 mètres d’altitude. Son sommet est accessible depuis la capitale du Tibet, Lhassa. Le Cho Oyu est également appelé « tête puissante », « tête de dieu » ou encore « dieu chauve ».
Facile d’ascension, le Cho Oyu tire son nom de la langue tibétaine que l’on traduit par « déesse turquoise » en raison de la luminosité qui teinte ses roches en fin d’après-midi. C’est une montagne réputée pour sa facilité d’ascension sans passages techniques difficiles.
C’est l’expédition autrichienne menée par Herbert Tichy, Sepp Jöchler et le sherpa Pasang Dawa qui a eu le plaisir de finaliser sa première ascension le 19 octobre 1954. Les voies les plus couramment empruntées pour la gravir sont l’arête ouest puis la face nord-ouest. Sa descente peut se faire à ski. Tout comme le Lhotse, il se situe dans le parc national de Sagarmatha dont 69 % de sa superficie s’établit au-delà de 5 000 mètres d’altitude.
Ce sommet est idéal pour battre des records, ce que Benedikt Böhm et son guide des montagnes Prakash Sherpa ont réalisé le 7 octobre 2023. Ces alpinistes de l’extrême ont réussi à gravir la montagne enneigée en 12 heures et 35 minutes sans apport d’oxygène artificiel ni camp intermédiaire.
Dhaulagiri, la montagne blanche
Dhaulagiri, la montagne blanche. Crédit photo : Solundir
Ce 7e sommet s’érige au centre du Népal à 8 167 mètres d’altitude, dans la province de Gandaki Pradesh. Dhaulagiri est la plus haute montagne du Népal, à 34 km de distance du pic de l’Annapurna. Son nom est tiré du sanscrit (langue indo-européenne) « Dhavali giri » traduit par « la montagne blanche » ou « la montagne éblouissante ». Entre l’Annapurna et le mont Dhaulagiri coule la rivière de Gandaki, dans les gorges de Kali Gandaki.
Le massif du Dhaulagiri est composé d’une série de 5 sommets numérotés d’est en ouest sur une crête longue de 120 km. Chaque montagne s’élève à plus de 7 500 mètres dont le Dhaulagiri I constitue le pic le plus élevé, au sud-est de la chaîne montagneuse. Les grimpeurs sont nombreux à apprécier le trek de Churen Himal à l’automne ou au printemps pour ses paysages et sa richesse culturelle.
Après de nombreuses expéditions, une équipe suisse dirigée par Max Eiselin a réussi à conquérir pour la première fois « la montagne éblouissante ». Le 13 mai 1960, cinq alpinistes chevronnés ont pris d’assaut les arêtes sinueuses et les glaciers instables du Dhaulagiri.
Ainsi, ils ont créé la voie la plus empruntée à ce jour, par l’arête nord-est. Pour autant, durant leur expédition, ils font une avancée majeure et exceptionnelle à l’aide d’un avion Pilatus PC-6, surnommé « Yéti ». Bien qu’il ait établi un record d’atterrissage à 5 750 mètres, l’aéroplane s’est finalement écrasé dans la vallée cachée, où sa carcasse est encore visible aujourd’hui.
Manaslu, la montagne de l’esprit
Le Manaslu au coucher du soleil. Crédit photo : by bentubby.com is licensed under CC BY-NC-ND 2.0, Flickr
Le Manaslu s’élève à une altitude de 8 163 mètres, ce qui en fait le 8e plus haut sommet du monde. Le 9 mai 1956, 9 jours avant l’ascension du Lhotse, Toshio Imanishi et le sherpa Gyalzen Norbu atteignent le sommet par le versant nord-est.
Le Manaslu est constitué de leucogranite du Miocène vieux de 23 à 18 millions d’années issu du choc des plaques continentales indiennes et eurasiennes. Cette chaîne de montagnes nommée pluton en géologie fait partie des 12 recensés dans le massif himalayen, indiquant une forte activité magmatique en profondeur lors de leur genèse.
Considérée comme l’un des plus difficiles sommets, la « montagne de l’Esprit » est un pic pyramidal où se trouvent 4 glaciers :
Le glacier Manaslu (face nord-est) alimentant le lac Birandra ;
le glacier Pung-Gien (face sud-est) ;
le glacier Thulagi (face sud-ouest) se déversant dans le lac Duna ;
la haute vallée Domen Khola au Nord-Ouest est couverte de corniches de glace dans sa partie haute.
Considéré comme l’un des plus dangereux de la famille des « 8000 », Jackson Groves, le reporter d’aventure australien, a pris des images avec un drone pour la 1re fois depuis le sommet du Manaslu à l’automne 2021. Il a capturé des photos saisissantes des grimpeurs des sommets, appelés les « summiters », escaladant la crête en pleine ascension vers le pic.
Nanga Parbat, la montagne tueuse
Nanga Parbat est l’une des montagnes les plus difficiles à gravir. Crédit photo : Wikimédia Commons
Nanga Parbat estla montagne la plus redoutée, nichée au cœur du Pakistan à une hauteur de 8 123 mètres d’altitude. Cette montagne aux pentes extrêmement escarpées et exposées aux chutes de pierres et aux avalanches est certainement une des plus difficiles à gravir.
Le Nanga Parbat est à la limite de deux zones thermiques ce qui provoque des vents forts et de dangereux couloirs d’avalanche. Constitués de granites et de gneiss, les versants nord et sud sont formés par un succession de couloirs glaciaires et d’énormes séracs.
Preuve de sa dangerosité, A. F Mummery, pionnier de l’alpinisme moderne en 1895 et l’équipe allemande menée par Willy Merkl en 1934 ont tenté l’ascension en y laissant leur vie.
C’est l’alpiniste expérimenté Hermann Buhl, le 3 juillet 1953, qui réussit cette prouesse inédite à l’époque d’atteindre le sommet du Nanga Parbat en solo et sans oxygène. Avant cette ascension victorieuse, 31 alpinistes avaient péri en tentant de conquérir cette montagne. C’est ainsi que le Nanga Parbat a hérité de son surnom tragique de « Montagne Tueuse ».
En juillet 2024, Vadim Druelle, alpiniste français, reproduit l’ascension difficile de Hermann Buhl en un temps record de 15 heures et 18 minutes. Fait remarquable, il a dû affronter des températures glaciales de -50 °C en ne portant qu’un pantalon léger. Une rafale de vent avait emporté son pantalon polaire alors qu’il se trouvait dans sa tente.
L’Annapurna I, la mère nourricière
L’Annapurna I est le 10e plus haut sommet du monde à 8 091 mètres d’altitude. Crédit Photo : mo jiaming sur Unsplash
Au centre de l’Himalaya, à l’ouest de Dhaulagiri et à l’est du Manaslu, l’Annapurna I est le 10e plus haut sommet du monde à 8 091 mètres d’altitude. Son nom signifie mère « purna » et nourriture « anna » en sanscrit. Il est surnommé « l’Ogresse gavée de nourriture » en référence à la déesse indienne Durga, symbole d’abondance et de générosité. L’Annapurna est un massif montagneux constitué de plusieurs crêtes dont l’Annapurna I est le plus haut sommet.
L’Annapurna I fait beaucoup parler de lui. Et, pour cause, il a le taux de mortalité le plus élevé des 10 montagnes les plus hautes du monde(34 %, chiffres publiés en mars 2012 dans le revue The Economist). Malgré sa beauté lunaire et ses pics couverts de neige éternelle et de glaciers bleus azurés, les avalanches de cette montagne himalayenne sont la principale cause de décès.
Pourtant, le 3 juin 1950, les Français Louis Lachenal et Maurice Herzog réussirent à défier le sommet de l’Annapurna I et devinrent les premiers à escalader un sommet de plus de 8 000 mètres.
Malgré des conditions météorologiques imprévisibles et la technicité de ces itinéraires, des milliers de grimpeurs expérimentés osent défier ses pentes raides. En 1995, Andrej et Davo Karnicar ont même dévalé ses pentes en ski pour la première fois.
Le top 10 des plus hautes montagnes situées en Himalaya ou au Karakorum représente un véritable défi pour les alpinistes les plus aguerris. Atteindre ces hauteurs exige une bonne condition physique et une maîtrise technique irréprochable, en raison des conditions climatiques extrêmes. La météo a souvent été déterminante dans la réussite ou l’échec des expéditions de haute montagne. Aujourd’hui, avec le réchauffement climatique, ces écosystèmes uniques, perchés aux plus hauts sommets du monde, sont pourtant menacés, tout comme ceux proches de la calotte glaciaire du Groenland.
RETENEZ
Les « huit mille » : Ce terme désigne les sommets de plus de 8 000 mètres, principalement situés en Asie (Himalaya et Karakoram).
Le Mont Everest est le plus haut sommet du monde (8 848 m) et a été gravi pour la première fois en 1953. Le toit du monde subit des problèmes liés au tourisme de masse.
L’ascension de l’Annapurna, réalisée par 2 français, est considérée comme l’une des plus difficiles en raison des conditions météorologiques imprévisibles et des risques d’avalanches.
UNESCO Centre du patrimoine mondial [En ligne]. mondial UC du patrimoine. Parc national de Sagarmatha; [cité le 20 oct 2024]. Disponible: https://whc.unesco.org/fr/list/120/
Quelle est vraiment la plus haute montagne du monde ? La définition même de la « hauteur » peut varier selon la méthode de mesure choisie. Étant donné la diversité des montagnes, la communauté scientifique s’accorde sur un repère universel pour mesurer leur hauteur : le niveau de la mer. Selon ce critère, l’Everest reste le sommet le plus haut du monde avec ses 8 848 mètres d’altitude. Cependant, en adoptant d’autres manières de calculer la hauteur d’une montagne, ce titre peut être remis en question. À l’image de la face cachée d’un iceberg, certains géants prennent racine dans les profondeurs du plancher océanique. D’autres apparaissent plus imposants depuis leur plateau, ou depuis le centre de la Terre. Alors, quel est le sommet le plus haut du monde ?
Depuis le niveau de la mer : l’Everest, la plus haute montagne du monde
La chaîne Himalayenne : quand les continents s’entrechoquent
La Terre ressemble à un vaste puzzle. En effet sa surface est découpée en de multiples morceaux qui se déplacent les unes par rapport aux autres. Ces mouvements sont à l’origine de nombreux tremblements de terre et éruptions volcaniques.
La formation de la chaîne de l’Himalaya est le résultat de la tectonique des plaques. Il y a 50 millions d’années, la croûte océanique de la plaque indienne est entrée en collision et a glissé sous la plaque continentale eurasienne. Cette collision a provoqué un plissement de la croûte terrestre, donnant naissance à la majestueuse chaîne de l’Himalaya. La chaîne himalayenne repose sur le plateau tibétain et forme un arc de cercle d’environ 2 500 kilomètres. Il abrite 30 des plus hauts sommets du monde, dont l’Everest. La plaque indienne, toujours en mouvement, s’enfonce de quelques centimètres supplémentaires chaque année et contribue ainsi à l’élévation continue des sommets.
L’Everest au sommet du monde
Située à la frontière entre la Chine et le Népal, l’Everest attire chaque année des alpinistes passionnés malgré les dangers qu’elle représente. Son nom en tibétain, Chomolungma, se traduit par « Déesse mère du monde ». Avec ses 8 848 mètres de hauteur, l’Everest est internationalement reconnu comme la plus haute montagne du monde. Pour étayer cette affirmation, les scientifiques mesurent l’élévation de la montagne par rapport au niveau moyen des océans. Il s’agit d’un point de repère universel pour quantifier l’altitude d’un lieu. En suivant cette règle, l’Everest est le plus haut sommet du monde, et continue de gagner en altitude en raison des mouvements continus des plaques tectoniques.
Le sommet le plus haut depuis les profondeurs de l’océan : l’archipel d’Hawaï
L’archipel d’Hawaï : l’émergence de volcans sous-marins
La naissance de l’archipel d’Hawaï remonte à 42 millions d’années. Cette apparition a longtemps été un mystère pour les géologues. Le scientifique John Tuzo Wilson propose la théorie du point chaud en 1963. Ce processus se traduit par une effusion de magma qui remonte du noyau terrestre vers le manteau terrestre. De manière générale, cette matière en fusion stagne temporairement dans une chambre magmatique du manteau terrestre et finit par remonter progressivement tout en se frayant un chemin à travers la lithosphère océanique.
A chaque épisode éruptif, la lave s’est déposée sur le plancher océanique donnant naissance à des volcans sous-marins. Au fil des éruptions répétées, ils ont fini par émerger et former des îles volcaniques.
Les volcans-boucliers de Big Island
Big Island, la principale île d’Hawaï, abrite trois volcans majeurs : le Mauna Loa, le Mauna Kea et le Kilauea.
Le Mauna Kea est un volcan-bouclier, caractérisé par sa grande taille, ses pentes douces, ainsi que ses éruptions effusives et coulées de lave. Actuellement en sommeil, sa dernière éruption remonte à 4 500 ans. Selon les scientifiques, le Mauna Kea est le volcan subaquatique le plus élevé de la planète depuis le plancher océanique. Son sommet atteint 4 207 mètres au-dessus du niveau de la mer. Si l’on mesure son élévation depuis la base du plancher océanique, ce volcan atteint 10 210 mètres d’altitude. Ainsi, le Mauna Kea dépasse l’Everest de 1 362 mètres.
Le parc national des volcans d’Hawaï, inscrit au patrimoine mondial de l’UNESCO depuis 1987, abrite deux des volcans les plus actifs de la planète : le Mauna Loa et le Kilauea. Contrairement au Mauna Kea, le Mauna Loa est toujours en activité. Depuis 1843, il a connu 33 éruptions, la plus récente datant du 27 novembre 2022. Selon l’USGS, son altitude depuis le plancher océanique est de 9 170 mètres.
Bien que le Mauna Kea soit le plus haut sommet, le Mauna Loa est également d’un grand intérêt pour les géologues pour deux raisons :
Sa base subaquatique s’enfonce à environ 8 000 mètres jusqu’au niveau du plancher océanique.
Son activité volcanique continue pourrait lui permettre de croître et de gagner en altitude.
Ainsi, si l’on mesure le Mauna Loa depuis sa base, il atteint 17 170 mètres, faisant de lui la plus haute montagne sous-marine du monde.
Comparaison de la plus haute montagne du monde depuis le plancher océanique : Everest et Mauna Kea. Crédit schéma : Anaïs Meignan, pour l’Odyssée de la Terre, Tous droits réservés, diffusion interdite.
Pour mesurer la hauteur d’un sommet, plusieurs critères peuvent être utilisés, chacun offrant une perspective différente sur la notion de « plus haute montagne du monde ».
L’élévation verticale la plus importante depuis le plateau de la montagne : le Denali
Le Denali, autrefois appelé mont McKinley, est le point culminant de l’Amérique du Nord. Son nom, qui signifie « le plus haut » en koyukon (une langue athapascane), lui convient parfaitement. Situé dans la chaîne d’Alaska, dans l’État éponyme, il domine les terres glacées du Yukon. Surnommé le « toit de l’Amérique », il s’élève à 6 190 mètres au-dessus du niveau de la mer, soit 2 658 mètres de moins que l’Everest.
Cependant, il repose sur un plateau beaucoup plus bas que celui de l’Himalaya. Tandis que le plateau tibétain atteint 5 200 mètres d’altitude, celui du Denali n’atteint que 700 mètres de hauteur. Cette montagne de la chaîne d’Alaska s’élève ainsi à 5 200 mètres par rapport à la base de son plateau. A l’inverse, l’Everest atteint 3 648 mètres d’altitude par rapport au plateau tibétain. Ainsi selon cette méthode de calcul, le Denali peut donc être considéré comme la plus haute montagne du monde lorsqu’on utilise le plateau de la montagne comme référence.
Comparatif des hauteurs : Everest et Denali. Crédit schéma : Anaïs Meignan pour l’Odyssée de la Terre, Tous droits réservés, diffusion interdite.
Le point culminant le plus éloigné du centre de la Terre : le volcan Chimborazo
Le Chimborazo est un volcan situé en Équateur, en Amérique du Sud. Bien qu’il soit encore actif, sa dernière éruption date de 10 000 ans. Ce sommet fait partie de la cordillère des Andes, une vaste chaîne de montagnes qui s’étend sur plus de 8 000 kilomètres à travers sept pays. Son altitude est de 6 268 mètres, soit 2 580 mètres plus bas que l’Everest.
Cependant, le Chimborazo suscite l’intérêt scientifique en raison de son emplacement unique : il est le point le plus éloigné du centre de la Terre. En effet, la planète n’est pas parfaitement sphérique mais légèrement aplatie aux pôles. Elle forme ainsi une figure ellipsoïdale avec un renflement équatorial, similaire à celui observé en exerçant une pression sur les extrémités d’un ballon. Ainsi, la distance entre le centre de la Terre et l’équateur terrestre est environ 21 000 kilomètres plus grande que celle entre le centre et les pôles.
En prenant en compte ce repère, le sommet de l’Everest se trouve à 6 382,605 kilomètres du centre de la Terre, tandis que celui du Chimborazo atteint 6 384,416 kilomètres. Par conséquent, le volcan équatorien dépasse l’Everest de 1 811 mètres. De ce fait, il peut être considéré comme le point terrestre le plus élevé sur Terre.
Comparaison de la plus haute montagne du monde depuis le centre de la terre : Everest et Chimborazo. Crédit photo : Anaïs Meignan pour l’Odyssée de la Terre, Tous droits réservés, diffusion interdite.
Le titre de « la plus haute montagne du monde » varie selon le point de référence utilisé. Ainsi, l’Everest peut perdre son statut selon la base de mesure choisie. En élargissant notre perspective au-delà de la planète, la question peut également s’étendre à notre système solaire. Dans ce cas, la montagne la plus haute est le mont Olympe sur Mars. Avec ses 22 500 mètres, il est presque trois fois plus élevé que l’Everest.
RETENEZ
Le plus haut sommet depuis le niveau de la mer est l’Everest, situé dans l’Himalaya. Il culmine à 8 848 mètres d’altitude.
Depuis la base du plancher océanique, le Mauna Loa, un volcan hawaïen, dépasser les 17 000 mètres de haut.
Le sommet le plus éloigné du centre de la Terre est le Chimborazo, un volcan situé en Équateur.
NOAA [En ligne]. US Department of Commerce NO and AA. What is the highest point on Earth as measured from Earth’s center?; [cité le 24 sept 2024]. Disponible: https://oceanservice.noaa.gov/facts/highestpoint.html
La Californie, célèbre pour ses paysages de rêves, ses plages qui regorgent de soleil et son dynamisme économique, vit sous une menace géologique de taille : la faille de San Andreas. Vieille de plus de 30 millions d’années, cette faille tectonique forme une frontière naturelle de 1300 kilomètres depuis le nord-ouest près de Cape Mendocino jusqu’à la frontière mexicaine au sud-est. Cette cicatrice, au carrefour des plaques tectoniques pacifique et nord-américaine, interroge les sismologues et les experts en gestion des risques naturels. Chaque jour qui passe rapproche un peu plus le jour tant redouté du Big One, un séisme de grande intensité qui menace la côte Ouest des États-Unis. Comment cette faille s’est-elle formée ? Pourquoi suscite-t-elle autant d’inquiétude ? Et surtout, comment la population se prépare à la survenue d’un nouveau tremblement de terre ? Découvrez l’origine de la formation de la faille de San Andreas et les efforts de préparation pour faire face au risque sismique.
La faille de San Andreas, une faille dite transformante
Il y a environ 30 millions d’années, la faille de San Andreas s’est formée lorsque la plaque pacifique est entrée en contact direct avec la plaque nord-américaine. Avant cela, la côte ouest des États-Unis était marquée par une zone de subduction. Ce phénomène sismique se manifeste par l’enfoncement d’une plaque lithosphérique océanique sous une plaque continentale adjacente. Dans ce contexte, la plaque Farallon s’enfonçait sous la plaque nord-américaine. Au fur et à mesure de la subduction de la plaque Farallon et de sa quasi-disparition, la plaque pacifique a commencé à se déplacer latéralement vers la plaque nord-américaine.
Carte qui délimite la faille de San Andreas : limite entre la plaque pacifique et la plaque nord-américaine. Crédit photo : US Geological Survey (USGS)
La faille de San Andreas est l’une des structures tectoniques les plus significatives de la planète. Les chercheurs, notamment ceux de l’Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), la qualifient de “faille transformante” en raison des mouvements horizontaux des deux plaques tectoniques.
En effet, les scientifiques distinguent 3 types de failles :
La faille normale : lorsque la croûte terrestre s’étire, le bloc supérieur, appelé le “toit”, glisse vers le bas par rapport au bloc inférieur, appelé le “mur”. Ce genre de faille se forme dans les zones de divergence où les plaques tectoniques s’éloignent l’une de l’autre.
La faille inverse : le bloc supérieur (le toit) se déplace vers le haut par rapport au bloc inférieur (le mur). Ce phénomène, dû à une compression, se produit dans les zones de convergence, c’est-à-dire où les plaques tectoniques se rapprochent.
La faille transformante : les deux blocs de la faille glissent latéralement l’un par rapport à l’autre, sans mouvement vertical significatif.
Schéma représentatif des trois types de failles. Crédit photo : Geodiversité.net
Contrairement aux failles normales ou inverses qui provoquent des mouvements verticaux, les failles transformantes se distinguent par un déplacement latéral, souvent considérable.
Ce phénomène se manifeste surtout le long de la faille de San Andreas. La plaque pacifique et la plaque nord-américaine glissent parallèlement, mais dans des directions opposées, transformant le relief environnant. La plaque pacifique se déplace vers le nord-ouest à un rythme d’environ 3 à 4 centimètres par an, tandis que la plaque nord-américaine se déplace vers le sud-est. Cette faille est toujours active de nos jours, ce qui en fait une des zones sismiques les plus actives au monde.
L’activité des plaques tectoniques dans cette région de la Californie entraîne l’accumulation d’importantes tensions dans la croûte terrestre. Quand les tensions accumulées au fil du temps se relâchent, elles entraînent des séismes ou tremblements de terre. Certains s’avèrent très dévastateurs comme par exemple le séisme du 11 mars 2011 au Japon. En Californie, ce fut le cas du tristement célèbre séisme de San Francisco en 1906.
Les ravages du séisme de San Francisco en 1906
Le 18 avril 1906 à 5 heures 12 survint l’épisode sismique le plus destructeur de l’histoire des États-Unis. Un séisme d’une magnitude de 7.8 sur l’échelle de Richter réveilla San Francisco. Une première secousse de 45 à 60 secondes se fit ressentir. Puis, s’en suit une seconde, plus dévastatrice, de 20 à 25 secondes. Durant les heures et les jours suivants, plusieurs autres répliques se manifestèrent. L’épicentre du séisme se situait à seulement 12 kilomètres de la ville. Les secousses sismiques les plus intenses ont été ressenties dans un rayon de plus de 400 000 kilomètres carrés, jusque dans les états voisins de l’Oregon et du Nevada.
Photographie du tremblement de terre de San Francisco prise en avril 1906 par Chadwick, H. D. Crédit photo : Wikimedia Commons
Cette catastrophe naturelle fut provoquée par un mouvement brutal le long de la taille de San Andreas. En effet, les scientifiques comme le géodésien Harry Fielding Reid mettent en avant la théorie du “rebond élastique” pour expliquer ce séisme majeur. Selon l’Institut d’études géologiques des États-Unis (USGS), les mesures effectuées à l’époque ont permis de conclure que la plaque pacifique s’est déplacée en 40 secondes de 6 mètres par rapport à la plaque nord-américaine. Ce phénomène libéra toute l’énergie accumulée pendant plusieurs années.
Des dégâts structurels et des conséquences géologiques
Suite au séisme de 1906, de nombreux dommages ont été identifiés, à savoir :
28 000 bâtiments furent détruits ou sérieusement endommagés.
De nombreux bâtiments historiques se sont effondrés.
Des incendies de taille ont ravagé la ville pendant trois jours. La lutte contre les incendies s’est compliquée en raison des conduites d’eau coupées.
Le déplacement des axes de communication : chemins de fer, ponts et routes qui ont entravé les déplacements et ont rendu difficile l’accès des secours aux zones sinistrées.
La coupure des lignes électriques a plongé la ville dans le désordre.
Outre les dégâts en surface, le tremblement de terre a engendré d’importantes conséquences géologiques. Le séisme a provoqué des déformations du sol et des modifications de la géométrie des cours d’eau. Des effondrements rocheux ont également été enregistrés dans les zones côtières et dans les zones humides environnantes
Les scientifiques ont aussi observé des phénomènes de liquéfactions des sols. Dans des sols saturés en eau, les vibrations sismiques peuvent entrainer une perte de résistance des grains de sable entre eux. Les couches se comportent alors comme un liquide et les infrastructures peuvent être déstabilisées et parfois s’enfoncer littéralement dans le sol sous leur propre poids.
Un bilan humain conséquent
Le séisme qui a frappé San Francisco toucha une grande partie de la population. Un bilan officiel de 1990 fait état d’environ 3 000 morts, bien que certaines estimations plus récentes suggèrent que le nombre pourrait être plus élevé, plutôt de l’ordre de 5 000 morts. Les effondrements de bâtiments et les multiples incendies qui ont suivi le tremblement de terre ont fait plusieurs milliers de blessés graves.
À l’époque, cette expérience traumatisante laissa plus de 250 000 personnes sans domicile fixe sur une population totale d’environ 400 000 habitants. Cette proportion correspond aux deux tiers de la population. Suite à la catastrophe, un exode majeur s’est produit. En effet, beaucoup d’habitants quittèrent la ville afin de se réfugier dans les environs.
Le danger représenté par la faille de San Andreas n’est pas une question de « si », mais de « quand ». Un tremblement de terre majeur est inévitable, et il pourrait causer des destructions sans précédent en Californie. Dr Lucy Jones, sismologue
Photo aérienne de la célèbre faille de San Andreas en Californie, une faille transformante particulièrement surveillée par les sismologues. Crédit photo : John Wiley/Wikimedia Commons
Le Big One, le géant endormi aux pouvoirs dévastateurs
Le « Big One » désigne un tremblement de terre de forte intensité qui surviendra dans les prochaines années le long de la faille de San Andreas. Ce mégaséisme serait susceptible de causer des destructions massives dans des zones densément peuplées, telle que la mégalopole de Los Angeles dont l’aire métropolitaine compte à ce jour environ 13 millions d’habitants.
Cette faille a connu des séismes importants au cours de l’histoire, mais certaines parties, notamment la partie sud, n’ont pas été affectées par un séisme majeur depuis plus de 160 ans, depuis le séisme de Fort Tejon en 1857. En raison de cette accumulation de tension, un séisme de cette ampleur est statistiquement inévitable.
La faille de San Andreas : une zone surveillée en permanence par les scientifiques
Les scientifiques se posent la même question : quand aura lieu le Big One ? Malheureusement, il est très difficile, voire impossible de prédire précisément quand le Big One aura lieu. Toutefois, les sismologues comme Lucy Jones étudient la faille quotidiennement pour mieux comprendre ses mouvements et évaluer les risques.
Les chercheurs considèrent aujourd’hui qu’il existe une forte chance qu’un puissant séisme frappe la Californie du Sud dans les prochaines décennies. Selon les modèles sismiques développés par l’Institut d’études géologiques des États-Unis (USGS) et le rapport sur les probabilités de survenue des séismes en Californie, un tremblement de terre de type 1906 se produit en moyenne tous les 200 ans. Un groupe de travail a estimé qu’il y avait 67% de chances qu’un tremblement de terre de magnitude 7 se produise dans les 30 prochaines années dans la région de la baie de San Francisco. La faille de Hayward, le segment de la péninsule de la faille de San Andreas est particulièrement concerné.
Pour rappel, le système de faille de San Andreas traverse des zones densément peuplées avec des enjeux économiques importants, c’est pourquoi cette faille est l’une des plus étudiées au monde. Il est crucial d’analyser attentivement son comportement pour prévoir les impacts des futurs séismes dévastateurs. Cela permettra également de développer des techniques de construction parasismique et des stratégies de préparation pour protéger les populations face au risque sismique.
Des mesures de prévention et de préparation
Une récente étude parue en 2023 suggère que le Big One pourrait être moins destructeur que prévu, en particulier à proximité de Los Angeles. Les scientifiques ont notamment étudié un amas de rochers situés à 15 kilomètres de la faille, pour comprendre l’histoire des secousses au cours de 50 000 dernières années. Les scientifiques ont étudié les isotopes radioactifs de la roche pour déterminer leur fragilité et modéliser leur résistance aux secousses sismiques. Les résultats indiquent que le sol pourrait trembler jusqu’à 65% moins intensément que les modèles de risques sismiques actuels ne le suggèrent.
Carte qui représente les 7 systèmes de failles de la baie de San Francisco avec la probabilité qu’un séisme de magnitude 6.7 ou plus se produise entre 2003 et 2032. Crédit photo : US Geological Survey (USGS)
Malgré une surveillance accrue de la zone sismique, il n’est pas possible de prédire avec exactitude quand se produira le tant redouté Big One. Les autorités et les habitants doivent donc rester vigilants et se préparer le mieux que possible pour faire face aux conséquences d’un séisme d’une telle ampleur. De plus, les récentes recherches soulignent l’importance de renforcer les infrastructures, les plans d’urgence et les normes pour minimiser les pertes humaines et matérielles. Afin de sensibiliser la population et d’adopter les bons comportements en cas de catastrophe, chaque année sont organisés des exercices de préparation tels que le Great California ShakeOut.
La faille de San Andreas ne se limite pas à une simple fracture dans la croûte terrestre. Cette faille transformante est à la fois un sujet de recherche scientifique et une menace persistante pour les millions d’habitants qui vivent à proximité. Le mystère et la crainte qui plane au-dessus de la faille nous rappellent que notre planète demeure en activité permanente.
RETENEZ
Il y a 30 millions d’années, la faille de San Andreas s’est formée lorsque la plaque pacifique est entrée en contact avec la plaque nord-américaine.
La faille est toujours active de nos jours, ce qui en fait une des zones sismiques la plus étudiée au monde.
Le séisme de San Francisco en 1906 est désigné comme étant le plus destructeur de l’histoire des Etats-Unis.
Le « Big One » désigne un tremblement de terre de forte intensité qui pourrait causer des destructions massives.
Les chercheurs affirment qu’un séisme de magnitude supérieure à 7 est susceptible de se produire dans les 30 prochaines années.
La théorie du Big Bang est l’un des plus fascinants et des plus importants concepts de la cosmologie moderne. Elle décrit l’origine et l’évolution de l’Univers, expliquant comment un point infiniment dense et chaud a donné naissance à tout ce que nous voyons aujourd’hui. Comment sommes-nous arrivés là ? D’où venons-nous ? Que s’est-il passé avant l’explosion de ce minuscule atome primordial ? Comment l’Univers va-t-il évoluer ? Pour ce voyage vers les origines de l’Univers, nous allons explorer les principes fondamentaux de la théorie du Big Bang, les preuves qui la soutiennent, et les mystères qui l’entourent.
La naissance de l’Univers : une incroyable explosion
La singularité initiale ou l’instant zéro
Tout aurait commencé il y a environ 13,7 milliards d’années. À cette époque il n’y avait ni matière ni atome. Cela ressemblait à une sorte de bouillon de particules élémentaires énergétiques, constitué de photons, d’électrons et de quarks. Toute cette énergie pure était condensée dans un état de densité infinie où régnait le chaos et la température avoisinait les millions de degrés. La taille de l’Univers n’était alors nullement observable : on pouvait le visualiser comme un point microscopique. C’est ce qu’on appelle la singularité initiale ou l’instant zéro, qui précède l’explosion du Big Bang.
L’inflation cosmique ou l’expansion soudaine de l’Univers
Environ 10⁻³⁵ secondes après l’explosion de ce point dense est chaud, est survenue une incroyable phase d’expansion évoluant plus rapidement que la vitesse de la lumière. Durant un intervalle de temps estimé à 10−34 et 10−32 secondes, l’Univers se met à croître de manière exponentielle multipliant ainsi les distances d’un facteur 1050 ! Lors du Big Bang, les 4 forces fondamentales (la gravitation, la force électromagnétique, l’interaction forte et l’interaction faible) qui régissent les interactions entre les particules élémentaires étaient unifiées. Après cette inflation explosive, ces forces et leurs particules se sont séparées lors du refroidissement de l’Univers et sont subitement réparties à travers tout le cosmos. Cette période est nommée « inflation cosmique » pour la première fois en 1979 par le physicien américain Alan Guth.
Les scientifiques ne savent pas ce qui a provoqué cette inflation ou ce qui l’a alimentée. Les cosmologistes pensent que celle-ci explique de nombreux aspects de l’Univers que nous observons aujourd’hui, comme sa planéité, ou son manque de courbure, sur les plus grandes échelles. Il s’agit de la densité critique ou masse volumique critique, c’est-à-dire la densité d’énergie pour laquelle l’espace-temps est plat à grande échelle. En d’autres termes, un univers dont la densité est égale à la densité critique possède une courbure spatiale nulle. Cependant, dans les dernières données transmises par le satellite Planck lancé en 2009, des astronomes affirment avoir trouvé des indices pointant sur un univers fermé en forme de sphère. Cette étude fut publiée dans la revue Nature Astronomy le 4 novembre 2019.
Frise chronologique de l’histoire de l’Univers depuis le Big Bang. Crédit photo : Wikimédia
Le Big Bang expliqué en 8 étapes
De l’instant 0 à 10-43 seconde après le Big Bang, l’espace et le temps apparaissent simultanément dans une explosion d’énergie. Nous ne connaissons pas exactement l’état de l’Univers après cette explosion mais il est extrêmement chaud et les 4 forces fondamentales sont réunies (la gravitation, la force électromagnétique, l’interaction forte et l’interaction faible).
À 10-43 seconde, on parle de l’ère unifiée ou Grande Unification. Cette ère marque la séparation entre la gravitation et les autres forces fondamentales. Lors de ce court laps de temps, la matière et l’énergie ne font qu’une et sont sous forme liquide que l’on nomme la masse-énergie.
À 10-35 seconde, on entre dans la phase de l’inflation, ce moment où l’Univers subit une inflation explosive, pendant laquelle une quantité phénoménale de masse-énergie apparaît. Durant cette étape, l’interaction nucléaire forte se sépare des deux forces fondamentales restantes. L’Univers est alors rempli d’amas d’énergie électromagnétique, les photons (particules élémentaires qui composent la lumière).
À 10-32 seconde, c’est la fin de l’inflation cosmique. À ce stade, la température de l’Univers atteint 10 trillions de degrés Celsius. L’Univers baigne alors dans un plasma de particules et d’antiparticules (paire de quark/antiquark) connue sous le nom de « plasma de quarks et de gluons » ou QGP pour Quark-Gluon Plasma.
À 10-12 seconde, c’est la séparation finale : l’interaction faible, responsable de la radioactivité bêta, et l’interaction électromagnétique, à la base de tous les phénomènes électriques, magnétiques, optiques et chimiques se divisent en deux. À ce stade, l’Univers a atteint 100 millions de kilomètres de diamètre.
À 10-6 seconde, l’Univers s’est refroidi pour que les quarks (briques fondamentales de la matière) commencent à être liés par les gluons pour former des particules composites comme les protons et les neutrons. Par la suite, le refroidissement « gèle » la production de paires hadrons/antihadrons (quarks/antiquarks), et celles qui existent encore s’annihilent. Cependant, un léger excès de matière demeure : plusieurs scénarios tentent d’expliquer cette domination de la matière sur l’antimatière, toujours mystérieuse.
3 minutes : Les trois premières minutes cruciales dans l’histoire de l’univers, pendant lesquelles les collisions entre les protons et neutrons commencent à former des noyaux d’hélium-4, puis des noyaux légers tels que les noyaux d’hydrogène, de deutérium, de lithium et de béryllium. L’hélium est le second élément le plus présent dans l’Univers.
380 000 ans après le Big bang, les premiers atomes se forment. Les électrons qui ont une charge électrique négative ont été capturés par l’orbite des noyaux, donnant ainsi naissance aux premiers atomes, notamment celui d’hydrogène, qui reste encore aujourd’hui le plus répandu dans l’Univers. Une fois liés, ils ne pouvaient plus interférer avec les photons qui commencèrent à se déplacer librement dans l’espace sous forme de radiations électromagnétiques et la lumière envahit ainsi l’Univers créant le fond diffus cosmologique. À ce stade, l’Univers n’atteint plus que 2 700 degrés Celsius tandis que son diamètre a désormais atteint 100 millions d’années-lumière. Cette date de 380 000 ans correspond à la limite observable de l’Univers.
Selon les scientifiques, les premières étoiles se sont formées à partir de nuages interstellaires composés essentiellement d’hydrogène et d’hélium environ 150-200 millions d’années après le Big Bang.
La théorie du Big Bang est l’un des plus fascinants et des plus importants concepts de la cosmologie moderne. Elle décrit l’origine et l’évolution de l’Univers, expliquant comment un point infiniment dense et chaud a donné naissance à tout ce que nous voyons aujourd’hui.
Depuis 13,7 milliards d’années, l’Univers n’a cessé d’évoluer. Contrairement à ce que nous disent nos yeux lorsque l’on contemple le ciel, ce qui le compose est loin d’être statique. Les physiciens disposent des observations à différents âges de l’Univers et réalisent des simulations dans lesquelles ils rejouent sa formation et son évolution. Il semblerait que la matière noire ait joué un grand rôle depuis le début de l’Univers jusqu’à la formation des grandes structures observées aujourd’hui.Crédit vidéo : @CEA
L’origine de la théorie du Big Bang
Le début de la cosmologie moderne
De 1907 à 1915, le célèbre physicien Albert Einstein travaille depuis quelques années sur la plus grande œuvre de sa carrière : la théorie de la relativité générale (E=mc²), selon laquelle la matière aurait une influence sur le mouvement des astres. Elle énonce notamment que la gravitation n’est pas une force, mais la manifestation de la courbure de l’espace-temps. Einstein soutient alors fermement la thèse d’un univers immuable et statique. Cette découverte majeure marque le début de la cosmologie moderne.
Les preuves d’un Univers en expansion
En 1912, Vesto Slipher, un astronome américain, observe un décalage vers le rouge de certaines galaxies qui suggère qu’elles s’éloignent de nous. Mais ce n’est qu’en 1922 que le physicien et mathématicien russe Alexandre Friedmann découvre que les équations sur la relativité générale d’Einstein permettent la description d’un univers qui n’est pas statique mais dynamique dans le temps, impliquant notamment une « explosion initiale ». Il corrobore ainsi les constatations de Slipher. La thèse d’un univers en constante évolution se répand alors au sein de la communauté scientifique.
Quelques années plus tard, Georges Lemaître, un prêtre et cosmologiste belge, propose à son tour que l’Univers s’est formé à partir d’une seule particule infiniment dense, qu’il baptisa « atome primitif ». En explosant, il suggère que cette particule donna naissance à l’espace, au temps et à l’expansion de l’Univers. En 1927, il publie dans les « Annales de la Société scientifique de Bruxelles » un article dans lequel il s’oppose frontalement au père de la relativité générale, et y suggère au contraire l’idée que celui-ci pourrait bien être en constante évolution.
« Vos calculs sont corrects, mais votre physique est abominable », lui lance alors Einstein.
Cette contribution de Lemaître a jeté les bases de ce qui deviendra plus tard connu sous le nom de la théorie du Big Bang. Et en 1933, Einstein adhérait sans réserve à la théorie défendue par le prêtre belge.
La loi de Hubble : des galaxies qui s’éloignent les unes des autres
Deux ans plus tard, les observations de l’astronome américain Edwin Hubble vont lui donner raison. En 1929, il publie ses résultats qui démontrent une relation linéaire entre la distance des galaxies et leur vitesse de récession (vitesse d’éloignement). Le décalage vers le rouge de leur spectre lumineux témoigne que les galaxies s’éloignent les unes des autres à une vitesse proportionnelle à leur distance. Autrement dit, la vitesse de récession est d’autant plus élevée que la galaxie est éloignée dans l’Univers. Cela confirme avec brio l’idée d’une expansion constante telle que proposée par le prêtre belge. Cette étude rebaptisée aujourd’hui sous le nom de loi de Hubble-Lemaître est une preuve cruciale que l’Univers s’étend de plus en plus à mesure du temps.
La nucléosynthèse primordiale : l’explosion d’un atome primitif
Le 1er avril 1948, le physicien et astronome russe George Gamow publie un article avec l’aide de son étudiant Ralph Alpher, définissant l’origine du cosmos comme une « soupe dense de neutrons et de protons ». Ils démontrent ensuite par des calculs qu’une formation d’éléments légers, tels que l’hydrogène, l’hélium et le lithium, s’est constituée dans les premières minutes après l’explosion d’un atome primitif. C’est ce que les scientifiques nomment la nucléosynthèse primordiale.
Cette démonstration scientifique corrobore le concept du Big Bang, terme employé pour la première fois à la radio en 1949 par l’astronome britannique Fred Hoyle. Les observations modernes confirment que les proportions de ces éléments dans le cosmos sont en accord avec les hypothèses théoriques.
La découverte du fond diffus cosmologique (Cosmic Microwave Background)
Au cours de l’année 1964, deux astronomes américains, Arno Penzias et Robert Wilson, travaillent sur l’antenne cornet de Holmdel pour les laboratoires Bell. L’objectif de cet antenne construite en 1959 était de détecter l’écho radar de satellites en forme de ballon agissant comme réflecteur. Les deux physiciens avaient pour mission d’observer la Voie lactée à des longueurs d’onde aux alentours de 7 cm. Mais alors qu’ils éliminèrent toutes les sources de bruit d’origine thermique pour mesurer le signal, ils constatèrent un fond sonore équivalent à une température d’environ 3,5 ± 1 Kelvin. En 1965, ils expliquèrent qu’il s’agissait d’un rayonnement électromagnétique diffus et isotrope (qui présente les mêmes propriétés dans toutes les directions), en provenance de l’Univers et apparu peu après le Big Bang : le fond diffus cosmologique (Cosmic Microwave Background) ou rayonnement fossile. Il s’agit de la plus ancienne lumièreobservable de l’Univers. Cette découverte s’est révélée être une confirmation majeure de la théorie du Big Bang, car elle permet d’étayer les travaux menés par Gamow et ses collègues. Les deux américains furent récompensés en 1978 par le prix Nobel de physique pour cette incroyable découverte accidentelle.
La force du fond diffus cosmologique mesurée par le satellite Planck est illustrée sur cette carte de l’espace par une variation de température. On peut observer de minuscules variations de températures sous forme de tâches colorées. Les tâches bleu foncé indiquent des régions plus froides, d’à peine 0,0002°C inférieure à la température moyenne du fond diffus. Les tâches rouge-orange indiquent une température d’à peine 0,0002°C supérieure à la température moyenne du fond diffus. Crédit photo : CNRS
Les mystères non résolus autour du Big Bang
Une matière noire qui consoliderait tout
En 1933 l’astrophysicien suisse Fritz Zwicky tente d’expliquer les comportements mystérieux d’objets cosmiques. En étudiant l’amas de galaxies de la Chevelure de Bérénice, il remarqua que la masse gravitationnelle totale des galaxies était bien plus élevée que celle déduite de leur luminosité observable. Il en déduisit qu’une matière invisible devait exercer une force gravitationnelle suffisamment puissante pour maintenir les galaxies rapprochées, autrement elles se disperseraient. Il est le premier à suggérer l’existence d’une matière noire. Malheureusement, les idées de Fritz Zwicky étaient souvent rejetées et considérées comme farfelues par ses pairs à cause de son caractère jugé « détestable ». Ainsi, cette hypothèse ne trouva pas d’écho au sein de la communauté scientifique.
Trente ans plus tard, des astronomes étudièrent le mouvement des étoiles et des gaz dans des galaxies spirales. Et c’est en 1970 que l’astronome américaine Vera Rubin fait sa grande découverte, en étudiant les astres en rotation dans la galaxie d’Andromède. Elle observe que les étoiles situées à la périphérie tournent aussi vite que celles du centre. Ainsi, d’après la théorie d’Albert Einstein, la gravité produite par la matière visible ne pourrait pas les faire tenir ensemble. Logiquement, elles devraient être expulsées par la force centrifuge, qui se manifeste lorsqu’un corps est en mouvement circulaire. Il en est de même pour les amas de galaxies.
C’est pourquoi l’astronome est convaincu qu’intervient un élément invisible : une masse supplémentaire, qui produit le surplus de gravité dont elles ont besoin pour ne pas se démanteler. Elle suppose que la galaxie est entourée d’un halo de matière noire qui affecterait le mouvement des étoiles, tel que le suggérait Fritz Zwicky. Cette matière obscure représenterait un volume six fois supérieur à celui de la matière ordinaire — que l’on nomme également matière baryonique car elle est composée essentiellement de baryons (protons et neutrons). Mais contrairement à cette dernière, elle n’est pas sensible à la force électromagnétique. De ce fait, elle ne peut absorber, refléter ou émettre de la lumière, ce qui la rend extrêmement difficile à détecter.
Aujourd’hui, l’existence de cette matière noire aurait été confirmée depuis que nous sommes capables d’observer le ciel aux rayons X. Des gigantesques nuages de gaz très chauds (quelques dizaines de millions de degrés) ont été détectés dans les amas de galaxies.
Image composite de l’amas de la Balle, résultat de la collision de deux amas de galaxies, à environ 3,4 milliards d’années-lumière de la Terre. Cette image est constituée de trois éléments : la lumière visible (étoiles et galaxies en blanc et orange) collectée par les télescopes Hubble et Magellan; les zones roses où l’observatoire de rayons X Chandra a détecté du gaz chaud, où se trouve la majorité de la matière « ordinaire » de l’amas; les zones bleues où les astronomes ont observé que l’amas était le plus massif. Crédit photo : NASA/CXC/M. Markevitch et coll./STScI/Magellan/Université de l’Arizona/D. Clowe et coll./ESO WFI.
L’énergie noire : une puissance mystérieuse à l’origine de l’expansion
L’Univers n’en finit pas de nous surprendre. À partir de 1998, des astrophysiciens découvrent avec stupéfaction que, non seulement ce dernier s’étire, mais que l’expansion est entrée dans une phase d’accélération inexpliquée depuis 6 milliards d’années. À force d’observations, une conclusion s’impose néanmoins : tout se passe comme si le cosmos était empli d’une forme d’énergie sombre de nature inconnue qui, s’opposant à la gravitation, conduit celui-ci à se dilater toujours plus vite.
Cette force invisible, nommée énergie noire par les scientifiques, est insaisissable et impossible à observer. Elle représenterait pourtant 70 % du contenu total en énergie de l’Univers. Depuis, cette énigme hante la cosmologie et les scientifiques tentent de comprendre en vain cette mystérieuse puissance qui pousse notre espace à s’étaler davantage.
L’énergie sombre pourrait représenter une propriété encore inconnue du cosmos et de la gravité, ou bien être constituée de tachyons, des particules hypothétiques se déplaçant plus rapidement que la lumière. Actuellement, la compréhension des chercheurs s’arrête à ce stade, mais grâce à l’émergence de nouvelles technologies, telles que le télescope spatial James Webb, la connaissance de l’univers promet de s’approfondir dans les années à venir !
Le télescope Euclid de l’ESA a notamment été lancé pour comprendre l’origine de l’accélération de l’expansion de l’Univers. Le satellite a passé des tests de qualification thermique dans les locaux de Thales Alenia Space à Cannes, en France. Crédit photo : ESA/S.Corvaja
La théorie du Big Crunch : l’effondrement de l’Univers ou le Big Bang inversé
Et si l’Univers venait à disparaître ? L’expansion semble vouée à se poursuivre indéfiniment, conduisant à une mort froide. Toutefois, une autre hypothèse théorique prévoit que cette expansion pourrait s’inverser, entraînant une contraction et un Big Crunch ou effondrement terminal. Actuellement, cette possibilité est écartée à cause de l’énergie noire qui accélère l’expansion, mais sa nature inconnue pourrait bien changer la compréhension que les scientifiques ont de l’Univers.
Si l’énergie noire n’influençait pas l’expansion et si la densité de matière était double de celle actuellement estimée, la relativité générale prévoit que celle-ci continuerait pendant environ 50 milliards d’années, ralentissant progressivement, jusqu’à atteindre sa taille maximale. Ensuite, l’Univers commencerait à se contracter pendant encore 60 milliards d’années, avec une densité et une température croissantes.
À l’approche du Big Crunch, les amas de galaxies fusionneraient et les galaxies commenceraient à s’interpénétrer, augmentant la température de l’Univers. Lorsque la température atteindrait 3000 degrés, le processus du Big Bang se déroulerait à l’envers : les photons détruiraient les atomes, rendant l’Univers opaque.
Finalement, à des températures de dix millions à dix milliards de degrés, les étoiles et les noyaux atomiques se désintégreraient, et les forces fondamentales se réunifieraient. À un certain point, les conditions deviendraient similaires à celles de l’ère de Planck, une phase que les théories actuelles ne peuvent décrire. Cela pourrait aboutir à une singularité ou à un nouveau Big Bang, créant potentiellement un nouvel univers !
Les premiers instants de l’Univers : un secret encore bien gardé
Qu’y avait-il avant l’instant zéro ? Voilà une des principales questions toujours en suspens. Les conditions exactes et les mécanismes physiques des premiers instants de l’Univers, pendant l’ère de Planck, restent obscurs et font l’objet de recherches intenses. Comprendre ces premiers moments nécessite une théorie unifiée de la gravité quantique, qui n’a pas encore été développée. Car au-delà de cette limite de temps (la plus petite mesure à laquelle nous puissions avoir accès), les lois physiques cessent d’être valides. Les scientifiques sont donc pour l’heure face à un mur, le fameux mur de Planck, qui les empêche de comprendre les tous premiers instants de l’Univers, soit les quelque 10-43 secondes survenues après le Big Bang. A quoi ressemblait l’univers « avant » ce mur ? Peut-on réellement considérer le Big Bang comme l’instant 0 ?
Certaines théories suggèrent même que ce que nous nommons Big Bang ne serait qu’une période de transition entre une phase de contraction et l’expansion que nous observons actuellement. La genèse de l’Univers commencerait alors bien plus tôt ! On l’imagine souvent comme une grosse explosion, mais qui avait-il avant ? Voilà la plus grande énigme de la cosmologie moderne encore non élucidée à ce jour. Il n’est également pas exclu que l’Univers soit né à partir de rien mais cela nous emmènerait au-delà de la physique, d’après Johan Richard, astrophysicien à l’université Claude Bernard de Lyon.
Malgré tout, la théorie du Big Bang a révolutionné notre compréhension de l’Univers, offrant des réponses à certaines de nos interrogations les plus fondamentales sur nos origines. Cependant, elle soulève également de nouvelles questions passionnantes. À mesure que la technologie avance et que les observations scientifiques deviennent plus précises, les chercheurs continuent à approfondir leur connaissance de cet événement cosmique extraordinaire. Et si un jour nous venions à découvrir enfin la vérité, ceci bouleverserait sûrement la vision que nous avons du monde. Les scientifiques pourront-ils vraiment la découvrir un jour ? Selon le physicien et philosophe des sciences Étienne Klein : « Les scientifiques n’ont pas la preuve que l’Univers a une origine mais nous n’avons pas non plus la preuve scientifique qu’il n’en n’a pas eu ! »
RETENEZ
L’Univers est né il y a 13,7 milliards d’années suite à l’explosion du Big Bang puis est survenue une phase d’expansion qui n’a jamais cessé depuis.
Einstein défend l’idée d’un Univers immuable et statique qui sera contestée par les travaux de George Lemaître et Edwin Hubble.
En 1964, Arno Penzias et Robert Wilson découvre le fond diffus cosmologique qui est la plus ancienne lumière observable de l’Univers.
En 1970, Vera Rubin découvre l’existence de la matière noire qui consolide les amas de galaxies.
À partir de 1998, les scientifiques découvrent une mystérieuse énergie noire qui accélère l’expansion de l’Univers depuis 6 milliards d’années.
Agence spatiale canadienne [En ligne]. canadienne A spatiale. Le télescope spatial Planck, le sondeur cosmique; 21 nov 2012 [cité le 28 août 2024]. Disponible: https://www.asc-csa.gc.ca/fra/satellites/planck/
