Des scientifiques de la NASA et de l'Université du Kansas disent qu'une extinction de masse sur Terre il y a des centaines de millions d'années aurait pu être déclenchée par une explosion d'étoile appelée éclatement de rayons gamma. Les scientifiques ne disposent pas de preuves directes qu'un tel éclat a déclenché l'extinction ancienne. La force de leur travail est leur modélisation atmosphérique - essentiellement un scénario «et si».
Les scientifiques ont calculé que le rayonnement gamma d'une explosion d'étoile relativement proche, frappant la Terre pendant seulement dix secondes, pourrait appauvrir jusqu'à la moitié de la couche d'ozone protectrice de l'atmosphère. Le rétablissement pourrait prendre au moins cinq ans. La couche d'ozone étant endommagée, le rayonnement ultraviolet du soleil pourrait tuer une grande partie de la vie sur terre et près de la surface des océans et des lacs, et perturber la chaîne alimentaire.
Les sursauts gamma dans notre galaxie de la Voie lactée sont en effet rares, mais les scientifiques estiment qu'au moins un proche a probablement frappé la Terre au cours des derniers milliards d'années. On pense que la vie sur Terre est apparue il y a au moins 3,5 milliards d'années. Cette recherche, soutenue par une subvention de la NASA en astrobiologie, représente une analyse approfondie de l'hypothèse de «l'extinction de masse» annoncée pour la première fois par les membres de cette équipe scientifique en septembre 2003.
"Un éclat de rayons gamma provenant de moins de 6 000 années-lumière de la Terre aurait un effet dévastateur sur la vie", a déclaré le Dr Adrian Melott du Département de physique et d'astronomie de l'Université du Kansas. "Nous ne savons pas exactement quand un est venu, mais nous sommes plutôt sûrs qu'il est venu - et a laissé sa marque. Ce qui est le plus surprenant, c'est qu'une rafale de seulement 10 secondes peut causer des années de dégâts dévastateurs à l'ozone. "
Un article scientifique décrivant cette découverte apparaît dans Astrophysical Journal Letters. L'auteur principal est Brian Thomas, un doctorat. candidat à l'Université du Kansas que Melott conseille.
Les sursauts gamma sont les explosions les plus puissantes connues. La plupart proviennent de galaxies éloignées, et un pourcentage important provient probablement d'explosions d'étoiles plus de 15 fois plus massives que notre Soleil. Une rafale crée deux faisceaux de rayons gamma dirigés de façon opposée qui s'élancent dans l'espace.
Thomas dit qu'un éclat de rayons gamma peut avoir causé l'extinction de l'Ordovicien il y a 450 millions d'années, tuant 60% de tous les invertébrés marins. La vie était en grande partie confinée à la mer, bien qu'il existe des preuves de plantes terrestres primitives au cours de cette période.
Dans le nouveau travail, l'équipe a utilisé des modèles informatiques détaillés pour calculer les effets d'une explosion de rayons gamma à proximité sur l'atmosphère et les conséquences pour la vie.
Thomas, avec le Dr Charles Jackman du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, a calculé l’effet d’un sursaut de rayons gamma à proximité sur l’atmosphère de la Terre. Les rayons gamma, une forme de lumière à haute énergie, peuvent briser l'azote moléculaire (N2) en atomes d'azote, qui réagissent avec l'oxygène moléculaire (O2) pour former de l'oxyde nitrique (NO). Le NO détruira l'ozone (O3) et produira du dioxyde d'azote (NO2). Le NO2 réagira alors avec l'oxygène atomique pour reformer le NO. Plus de NO signifie plus de destruction d'ozone. Les modèles informatiques montrent que jusqu'à la moitié de la couche d'ozone est détruite en quelques semaines. Cinq ans plus tard, au moins 10% sont toujours détruits.
Ensuite, Thomas et son collègue Daniel Hogan, un étudiant de premier cycle, ont calculé l'effet du rayonnement ultraviolet sur la vie. Les créatures des grands fonds vivant à plusieurs mètres sous l'eau seraient protégées. Le plancton vivant en surface et les autres formes de vie près de la surface, cependant, ne survivraient pas. Le plancton est le fondement de la chaîne alimentaire marine.
Le Dr Bruce Lieberman, paléontologue à l'Université du Kansas, est à l'origine de l'idée qu'un éclat de rayons gamma aurait pu spécifiquement causer la grande extinction de l'Ordovicien, 200 millions d'années avant les dinosaures. Une ère glaciaire aurait provoqué cette extinction. Mais une explosion de rayons gamma aurait pu provoquer une disparition rapide au début et pourrait également avoir déclenché la baisse significative de la température de surface sur Terre.
"Une variable inconnue est le taux de sursauts locaux de rayons gamma", a déclaré Thomas. «Les explosions que nous détectons aujourd'hui sont nées il y a des milliards d'années, avant la formation de la Terre. Parmi les milliards d'étoiles de notre Galaxie, il y a de fortes chances qu'une énorme, relativement proche, explose et envoie des rayons gamma sur notre chemin. » La mission Swift, lancée en novembre 2004, aidera à déterminer les taux d'éclatement récents. Les autres membres de l'équipe sont le Dr Claude Laird de l'Université du Kansas et les Drs. Richard Stolarski, John Cannizzo et Neil Gehrels de NASA Goddard.
Source d'origine: communiqué de presse de la NASA
