Le paradoxe du « jeune Soleil faible »

Il y a plusieurs milliards d'années, le Soleil brillait plus faiblement et pourtant la Terre n'était pas couverte de glace mais d'eau liquide. Cette énigme vient de trouver une nouvelle explication.

Par Paloma Bertrand, le 06/04/2010

Un réchauffement inexpliqué

Il y a presque 40 ans, l'astronome américain Carl Sagan et son collègue, George Mullen, pointèrent un paradoxe étonnant. Tôt dans l'histoire du système solaire, il y a entre 4,5 et 2,5 milliards d'années, le jeune Soleil ne brillait qu'à 70% de sa luminosité actuelle. Logiquement donc, la surface de la Terre aurait du être gelée. Pourtant, les preuves d'eau liquide et de vie (bactéries, algues) abondent dans les couches géologiques des premiers âges de la planète.

Sagan et Mullen ont alors émis l'hypothèse que la concentration dans l'atmosphère de quelques gaz à effets de serre, l'ammonium et le méthane, auraient permis de conserver la Terre « au chaud ». D'autres chercheurs plaidèrent en faveur de cette thèse de l'effet de serre mais en privilégiant, eux, l'incidence d'une concentration forte en CO2 (environ cent fois supérieure aux concentrations actuelles).

Les forages ont été entrepris en 2008 à Isua, au Groenland

Or, dans l'édition du 1er avril de la revue Nature, des chercheurs danois avancent une nouvelle explication. Pour eux, les gaz à effet de serre ont certes pu jouer un rôle dans le réchauffement de la planète, mais seulement un rôle secondaire.

Des forages effectués au Groenland, dans des couches géologiques très anciennes, plaident en faveur d'une concentration en CO2 trois fois supérieure aux concentrations actuelles. Une quantité qu'ils jugent insuffisante pour résoudre, à elle seule, le paradoxe climatique.

Albédo contre gaz à effet de serre

La solution est ailleurs et tient en un mot : l'albédo, c'est-à-dire, le rapport entre la quantité de lumière renvoyée par une planète et la quantité qu'elle reçoit. Certes le rayonnement solaire était moindre mais, selon les chercheurs, la planète emmagasinait plus intensément l'énergie lumineuse.

La capacité d'une planète à absorber le rayonnement de son étoile tient à deux facteurs principaux : les matériaux présents à sa surface, ainsi que l'abondance et la composition des nuages de son atmosphère.

Or, bien que l'on ne connaisse pas précisément l'époque à laquelle les premiers continents sont apparus sur Terre et le temps nécessaire à leur formation, les scientifiques supposent que la surface de la planète, il y a entre 2,5 et 4,5 milliards d'années, était principalement recouverte d'océans. Et l'eau absorbe mieux la chaleur que les roches. Quant à l'atmosphère, elle était bien plus transparente qu'aujourd'hui, les nuages étant, selon eux, moins nombreux et constitués de gouttelettes plus épaisses mais plus rares.

Deux facteurs suffisants, d'après les chercheurs, pour réchauffer le climat et résoudre (temporairement !) un des plus anciens paradoxes de l'histoire de la planète.

Paloma Bertrand le 06/04/2010