ATMOSPHÈRE × TERRE

Le premier air

il y a ~4,45 à 4,3 milliards d’années

Hadéen

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

Pourquoi c’est important

L’océan et l’atmosphère sont sortis d’un même refroidissement : l’un est tombé, l’autre est resté en l’air. Ni l’un ni l’autre n’est resté stable depuis, et chaque climat de cette frise est un état plus tardif de ce premier air.

Datation et incertitude

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

Sources

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

L’histoire de la Terre en une journée

00:28:3223 h 31 min avant minuit

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