La Terre doit avoir connu quelque chose d’exceptionnel il y a 10 millions d’années. Notre étude des échantillons de roches du plancher de l’océan Pacifique a trouvé une étrange augmentation de l’isotope radioactif Beryllium-10 pendant cette période.
Cette découverte, Maintenant publié dans Nature CommunicationsOuvre de nouvelles voies aux géologues pour sortir avec les événements passés glanés au plus profond des océans.
Mais la cause de l’anomalie du béryllium-10 reste inconnue. Cela aurait-il pu être des changements majeurs dans les courants océaniques mondiaux, une étoile mourante ou une collision interstellaire?
Des rochers extrêmement lents au plus profond de l’océan
Je suis à la recherche de Stardust sur Terre. Auparavant, j’ai passé au crible la neige Antarctique. Cette fois, c’était les profondeurs de l’océan.
À une profondeur d’environ 5 000 mètres, la zone abyssale de l’océan Pacifique n’a jamais vu de lumière, mais quelque chose y pousse encore.
Les croûtes ferromanganaises – les roches sous-marines métalliques – poussent à partir de minéraux dissous dans l’eau se réunissant lentement et se solidifiant sur des échelles extrêmement longues, aussi peu que quelques millimètres en un million d’années. (Les stalactites et les stalagmites dans les grottes se développent de manière similaire, mais des milliers de fois plus rapides.)
Cela fait des croûtes ferromanganaises des archives idéales pour capturer Stardust sur des millions d’années.
L’âge de ces croûtes peut être déterminé par datation radiométrique à l’aide de l’isotope radioactif Beryllium-10. Cet isotope est produit en continu dans la haute atmosphère lorsque les rayons cosmiques très énergiques frappent les molécules d’air. Les frappes brisent les principaux composants de notre air – azote et oxygène – en fragments plus petits.
Stardust et Beryllium-10 finissent par trouver leur chemin dans les océans de la Terre où ils sont incorporés dans la croûte ferromanganaise croissante.
Échantillon de croûte ferromanganaise VA13 / 2-237KD analysé dans ce travail. L’anomalie a été découverte dans cette croûte à une profondeur d’environ 30 mm – représentant 10 millions d’années. Dominik Koll
L’une des plus grandes croûtes ferromanganaises a été récupérée en 1976 dans le Pacifique central. Stocké pendant des décennies à l’Institut fédéral pour les géosciences et les ressources naturelles à Hanover, en Allemagne, une section de 3,7 kg est devenue l’objet de mon analyse.
Tout comme les anneaux d’arbres révèlent l’âge d’un arbre, les croûtes ferromanganaises enregistrent leur croissance en couches sur des millions d’années. Le béryllium-10 subit une décroissance radioactive très lentement, ce qui signifie qu’il décompose progressivement pendant des millions d’années car il se trouve dans les rochers.
À mesure que le béryllium-10 se désintègre au fil du temps, sa concentration diminue dans les couches de sédiments plus profondes et plus anciennes. Parce que le taux de désintégration est stable, nous pouvons utiliser des isotopes radioactifs comme chronométrage naturel pour discerner l’âge et l’histoire des rochers – c’est ce qu’on appelle Rencontres radioactives.
Une anomalie déroutante
Après un traitement chimique étendu, mes collègues et moi avons utilisé la spectrométrie de masse accélérateur – une technique analytique ultra-sensible pour les isotopes radioactifs à plus long terme – pour mesurer les concentrations de béryllium-10 dans la croûte.
Cette fois, mes recherches m’ont emmené de Canberra, Australie à Dresde, en Allemagne, où la configuration de la Helmholtz-Center Dresding-Rostendorf a été optimisé pour les mesures du béryllium-10.
Les résultats ont montré que la croûte n’avait augmenté que de 3,5 centimètres au cours des 10 derniers millions d’années et avait plus de 20 millions d’années.
Cependant, avant de pouvoir retourner à ma recherche de Stardust, j’ai rencontré une anomalie.
Initialement, alors que je cherchais dans le temps, la concentration de Beryllium-10 a diminué comme prévu, à la suite de son modèle de désintégration naturelle – jusqu’à il y a environ 10 millions d’années. À ce stade, la diminution attendue s’est arrêtée avant de reprendre son schéma normal il y a environ 12 millions d’années.
Cela était déroutant: la désintégration radioactive suit des lois strictes, ce qui signifie que quelque chose devait avoir introduit du béryllium-10 supplémentaire dans la croûte à ce moment-là.
Le scepticisme est crucial en science. Pour exclure les erreurs, j’ai répété la préparation et les mesures chimiques plusieurs fois – pourtant l’anomalie a persisté. L’analyse des différentes croûtes des emplacements à près de 3 000 km a donné le même résultat, une anomalie de béryllium-10 il y a environ 10 millions d’années. Cela a confirmé que l’anomalie était un événement réel plutôt qu’une irrégularité locale.
Les courants modernes en profondeur dans le Pacifique avec les emplacements des croûtes étudiés indiquaient. Dominik Koll / carte générée avec Esri, Gebco, Garmin, Naturalvue.
Courants océaniques ou étoiles explosives?
Qu’est-ce qui aurait pu arriver sur Terre pour provoquer cette anomalie il y a 10 millions d’années? Nous ne sommes pas sûrs, mais il y a quelques options.
L’année dernière, Une étude internationale a révélé que le courant circumpolaire de l’Antarctique – le principal moteur de la circulation mondiale de l’océan – s’est intensifié il y a environ 12 millions d’années, influençant les modèles de courant de l’océan antarctique.
Cette anomalie du béryllium-10 dans le Pacifique pourrait-elle marquer le début de la circulation mondiale moderne de l’océan? Si les courants océaniques étaient responsables, le béryllium-10 serait distribué de manière inégale sur Terre avec certains échantillons montrant même un manque de béryllium-10. De nouveaux échantillons de tous les principaux océans et des deux hémisphères nous permettraient de répondre à cette question.
Une autre possibilité est apparue au début de l’année dernière. Les astrophysiciens ont démontré Qu’une collision avec un nuage interstellaire dense pourrait comprimer l’héliosphère – le bouclier protecteur du soleil contre le rayonnement cosmique – à l’orbite du mercure. Sans cette barrière, la Terre serait exposée à une augmentation du flux de rayons cosmiques, conduisant à un taux de production global de béryllium-10 élevé élevé.
UN Supernova presque terrestre L’explosion pourrait également provoquer une augmentation du flux de rayons cosmiques conduisant à une anomalie de béryllium-10. Les recherches futures exploreront ces possibilités.
La découverte d’une telle anomalie est une manne pour les rencontres géologiques. Diverses archives sont utilisées pour étudier le climat de la Terre, l’habitabilité et les conditions environnementales sur différentes échelles de temps.
Pour comparer les noyaux de glace avec les sédiments, les croûtes ferromanganaises, les speleothems (stalagmites et stalactites) et autres, leurs échelles de temps doivent être synchrones. Des marqueurs temporels indépendants, tels que Événements Miyake ou le Excursion de laschampsont inestimables pour aligner les enregistrements de milliers d’années. Maintenant, nous pouvons avoir un marqueur de temps correspondant depuis des millions d’années.
Pendant ce temps, ma recherche de Stardust se poursuit, mais gardant maintenant un œil sur de nouveaux échantillons de 10 millions d’années pour épingler davantage l’anomalie du béryllium-10. Restez à l’écoute.
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