Le souffle radioactif d’une supernova a-t-il tué le Mégalodon, le mythique requin géant ?

Il y a entre deux et trois millions d’années, environ un tiers des grandes espèces d’animaux marins disparaissent au moment où une ou plusieurs supernovae se sont produites non loin du Soleil dans la Voie lactée. L’extinction est peut-être due à l’intense flux de muons qui aurait alors frappé la surface de la Terre.

En 1999, un groupe de chercheurs allemands a constaté une étonnante anomalie géochimique dans des carottes prélevées au fond de l’océan Pacifique. Elles étaient beaucoup trop riches en l’un des isotopes radioactifs du fer. Baptisé 60Fe, cet isotope fait partie des noyaux synthétisés par des explosions de supernovae. Sa demi-vie est de seulement 2,6 millions d’années, de sorte que les noyaux de ce type qui se seraient trouvés incorporés à la Terre, ou dans des météorites au moment de la formation du Système solaire (elle-même déclenchée par une supernova), ne sont plus décelables aujourd’hui.

Les quantités retrouvées, bien que très faibles, semblaient trop grandes pour ne pas provenir d’un événement récent ayant produit ou concentré ces noyaux à courte durée de vie, à l’échelle des temps géologiques. Il pouvait s’agir de l’effet d’une supernova, nécessairement proche du Système solaire, qui aurait fait pleuvoir sur Terre des poussières nouvellement enrichies en 60Fe. De fait, des abondances 40 fois plus élevées que celles trouvées en moyenne dans les roches ont été mises en évidence, aussi bien dans des échantillons (120) provenant du fond de l’Atlantique que du Pacifique et de l’océan Indien. Selon les chercheurs, cela ne pouvait pas être dû à un processus de concentration local ou à l’impact d’un gros astéroïde. L’hypothèse de l’influence d’une supernova s’imposa donc des années plus tard.

Or, des datations précises et des mesures de concentrations qui le sont tout autant, indiquent deux pics marqués d’apports de 60Fe. Le premier, il y a de 1,5 à 3,2 millions d’années, et le second, de 6,5 à 8,7 millions d’années. Il faut donc faire intervenir deux supernovae dans la banlieue proche du Soleil au cours des derniers 10 millions d’années. Remarquablement, il est possible de relier ces supernovae à ce que l’on sait de cette banlieue, notamment avec l’existence de la fameuse Bulle locale : elles se seraient produites dans l’association Scorpion-Centaure, une association de centaines de jeunes étoiles de type OB qui est la plus proche du Soleil.

Superbulle N44

Les étoiles de huit à une centaine de masses solaires sont classées dans les types spectraux O et B. Dans des amas ouverts d’étoiles, elles forment des groupes nommés associations OB et sont destinées à devenir des supernovae. Leurs explosions donneront une superbulle dans le milieu interstellaire, une cavité très chaude et très étendue, sur plusieurs centaines d’années-lumière, comme cette superbulle N44, dans le Grand Nuage de Magellan. (Source : Université d’Anchorage)

Les étoiles qui ont explosé devaient se trouver à des distances comprises entre 290 et 325 années-lumière. Chacune des étoiles, devenues des supernovae, devait contenir environ 9 masses solaires. Vues de la Terre, les explosions devaient être aussi lumineuses que la Pleine Lune. Elles semblaient cependant trop lointaines et trop peu puissantes pour que les divers rayonnements produits aient significativement affecté la biosphère ; ce qui aurait été le cas s’il s’agissait de sursauts gamma.

Toutefois et récemment, des études en paléontologie pourraient démontrer que les disparitions d’espèces marines, déjà repérées depuis longtemps à la frontière pliocène-pléistocène, ont été bien plus considérables, en fait. On peut même parler d’une véritable extinction de la mégafaune marine de cette période, il y a environ 2 à 3 millions d’années. En effet, c’est presque un tiers de cette faune qui disparait. Cette extinction a, par exemple, touché les mammifères marins, qui ont perdu 55 % de leur diversité, 43 % des espèces de tortues de mer ont été anéanties, ainsi que 35 % des oiseaux de mer et 9 % des requins. Parmi eux, on note en particulier la disparition des fameux Mégalodons (Carcharocles megalodon) il y a 2,6 millions d’années.

Voilà qui a visiblement intrigué Adrian Melott, professeur émérite de physique et d’astronomie à l’université du Kansas. Il étudie cette histoire de supernovae avec le fer 60 dans les sédiments depuis environ 15 ans. Avec des collègues brésiliens (Franciole Marinho de l’Universidade Federal de Sao Carlos, et Laura Paulucci de l’Universidade Federal do ABC), il a publié un article dans le journal Astrobiology où est développée une théorie intéressante, en accès libre sur arXiv.

Le flot de photons gammas et ultraviolets issu des supernovae considérées (dont les distances ont été revues à la baisse — environ 150 années-lumière — et donc toujours quelque part dans la Bulle locale entourant le Soleil) n’est pas susceptible de véritablement impacter la biosphère mais il est possible de modéliser le flux de protons émis arrivant sur Terre et entrant en collision avec les noyaux de la haute atmosphère. Ils produisent un flux de particules secondaires, les pions, qui se désintègrent rapidement en muons, des cousins lourds de l’électron, eux aussi, instables.

Le flux de muons calculé est alors bien plus élevé qu’il ne l’est en moyenne. Il peut pénétrer à plusieurs centaines de mètres dans les océans, là où vivent des animaux colossaux comme les Mégalodons. De grandes tailles, ils auraient donc absorbé une grande dose de radiations sous la forme de muons, et modulo le fait que l’on ignore à quel point ces animaux étaient résistants aux cancers (les baleines semblent l’être particulièrement), on peut penser qu’ils ont été fortement impactés par cette maladie.

Un autre fait intrigue les chercheurs. Il y a environ 2,6 millions d’années, il s’est produit une inversion magnétique connue sous le nom d’inversion de Gauss-Matuyama. Pendant un temps, le bouclier magnétique de la Terre était donc affaibli lors de ce processus en cours. Il est tentant d’y voir un facteur aggravant en ce qui concerne les effets du flux des muons.

Source : Futura-Sciences

Vous pouvez consulter, sur le site d’Archipel des Sciences, la page Astronomie/Physique.

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