La frappe météorique qui a probablement accéléré l'évolution

Un nouvel article sur les sciences de la Terre publié en septembre 2024 remet en question la compréhension commune des impacts de météorites sur Terre. L’article remet en question l’hypothèse raisonnable selon laquelle une roche spatiale géante s’écrasant sur la planète serait une mauvaise chose pour l’évolution – du moins pour les premières formes de vie. En fait, l'article suggère qu'un tel événement dans l'histoire géologique de la Terre aurait même pu contribuer à accélérer l'évolution. Mais l’impact en question était assez différent de celui qui a tué les dinosaures.

Parmi les cinq extinctions massives survenues sur Terre, la plus récente a été déclenchée par une météorite massive qui a frappé la région aujourd’hui connue sous le nom de péninsule du Yucatán. Cet impact, appelé impacteur KT, a conduit à l’extinction de toutes les espèces de dinosaures non aviaires ainsi que de plus des trois quarts de toutes les espèces végétales et animales de la planète. Mais plus de 3 milliards d’années plus tôt, un impact de météorite bien plus important a frappé la Terre avec un résultat bien différent.

Le nouvel article, publié dans Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), est le fruit d'une collaboration entre des chercheurs de Stanford, Harvard et l'ETH Zurich. Il explore les effets d’un impact de météorite, appelé impacteur S2, qui s’est apparemment produit il y a 3,2 milliards d’années. La roche spatiale était environ 50 à 200 fois plus grosse que l’impacteur KT tueur de dinosaures. Pourtant, plutôt que de déclencher une extinction massive, l’impacteur S2 a contribué à accélérer le taux d’évolution.

L’article dresse un tableau clair de trois principales façons dont l’impact aurait pu accélérer l’évolution. Le plus grand catalyseur a été la diffusion violente de matériaux comme le fer à travers le monde. Couverte de vastes océans de microbes affamés de nutriments, la Terre était prête à subir un bouleversement élémentaire.

De nombreuses recherches ont été consacrées à l'exploration des effets des impacts de météorites sur les écosystèmes terrestres, peut-être encouragées par l'intérêt populaire pour la mort des dinosaures. Mais si l’on regarde des milliers de millions d’années en arrière, les preuves deviennent floues. Et pour l’événement d’impact S2, survenu il y a 3,2 milliards d’années, il existe beaucoup d’incertitude. Néanmoins, de nombreux indices géologiques suggèrent plusieurs collisions météoriques puissantes au cours de l’ère paléoarchéenne, des événements qui tombent en plein milieu de l’âge d’or de la vie procaryote.

Le nouvel article du PNAS propose trois façons dont un impact météorique massif aurait pu catalyser les processus évolutifs. Premièrement, cela aurait généré un tsunami massif. Cette grande vague aurait brassé les matériaux riches en fer dans les profondeurs des océans, transportant les métaux vers des eaux moins profondes où les premières formes de vie se sont rassemblées le plus abondamment dans des tapis microbiens. Ce nouvel afflux d'isotopes de fer dans les premiers types d'écosystèmes de la Terre aurait pu contribuer à accroître les matériaux disponibles pour l'expérimentation évolutive.

Le deuxième catalyseur était la chaleur intense générée par l’impact – une chaleur qui aurait projeté de la vapeur d’eau dans l’atmosphère et même évaporé d’immenses étendues d’eau océanique. En conséquence, des volumes extrêmes de précipitations seraient tombés sous forme de pluie, érodant les masses terrestres qui existaient à l’époque et drainant leurs minéraux vers les zones côtières. Pour faire simple, un impact de météorite pourrait créer des pluies intenses, et des pluies intenses pourraient aider à transporter des matériaux terrestres jusqu'aux formes de vie primordiales qui traînent autour des côtes.

Le troisième mécanisme que l'impact d'une météorite vieille de 3,2 milliards d'années aurait pu contribuer à accélérer l'évolution est un peu plus de jargon, alors décomposons-le.

La chronologie de la vie commence avant le début de la vie, lorsque les matériaux nécessaires à la biologie ont commencé à se former dans le paysage infernal enflammé de la Terre. C’était l’Hadéen Eon, un moment de l’histoire géologique il y a 4,6 milliards d’années, lorsque la planète n’était qu’une boule de lave et de gaz toxiques. Au cours de cette période naissante, des météores volant librement se sont écrasés sur la Terre primitive, atteignant facilement la surface grâce à leur plus grand nombre et à l'absence d'atmosphère sur Terre pour les brûler. Cette étape de bombardement intense, bien que violente, aurait semé les éléments constitutifs de la vie, notamment l’eau liquide.

Environ 1,4 milliard d’années plus tard, la Terre s’était transformée en un monde aquatique avec une vie microbienne unicellulaire peuplant ses rives et ses sources hydrothermales. Pourtant, de toute évidence, la paix relative a été interrompue par l’impact S2, qui est entré en collision avec la Terre à une telle vitesse que la météorite colossale s’est probablement vaporisée lors de l’impact. Cette vaporisation est à l’origine du troisième mécanisme par lequel la frappe du météore S2 aurait pu stimuler l’évolution.

Comme mentionné précédemment, l’impact a fait exploser des gisements de fer déposés dans les eaux profondes, transportant les minéraux vers les eaux moins profondes où les microbes se sont rassemblés. Mais un autre élément vital à la vie était également rare dans ces eaux peu profondes avant l’impact : le phosphore. Les chercheurs ont constaté une augmentation notable du nombre de microbes qui consomment du phosphore immédiatement après l’impact, ce qui suggère que la météorite, mesurant jusqu’à 36 miles de diamètre, s’est vaporisée lors de l’impact et a inondé la planète de ses matériaux. En d’autres termes, le météore a apporté du ciel du phosphore vital. Ainsi, avec une nouvelle abondance d’éléments essentiels avec lesquels travailler, la vie a reçu un catalyseur évolutif d’une énorme roche spatiale.