De minuscules météorites pas plus grosses que des grains de sable contiennent de nouveaux indices sur l'atmosphère de l'ancienne Terre, selon les scientifiques.

Les micrométéorites de fer trouvées dans les sols anciens suggèrent que le dioxyde de carbone représentait 25 à 50 pour cent de l'atmosphère terrestre il y a 2,7 milliards d'années, et que la pression au niveau de la mer a peut-être été plus faible qu'aujourd'hui, Les chercheurs de Penn State ont déclaré.

Les météorites ont fondu en traversant l'atmosphère et se sont oxydées en rencontrant les gaz atmosphériques. La preuve de l'oxydation reste sur les minuscules fragments qui ont atterri sur Terre. Les échantillons servent de proxy unique pour les conditions dans la haute atmosphère, disaient les scientifiques.

"C'est un nouvel outil prometteur pour déterminer la composition de la haute atmosphère il y a des milliards d'années, " dit Rebecca Payne, un doctorant en géosciences et astrobiologie à Penn State. Payne est l'auteur principal de l'étude, publié récemment dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences .

Le travail s'appuie sur des études antérieures sur les micrométéorites qui suggéraient que des molécules d'oxygène libres dans la haute atmosphère oxydaient les météorites. Ces découvertes exigeraient que les niveaux d'oxygène sur l'ancienne Terre soient proches des niveaux d'aujourd'hui, une conclusion surprenante qui contredit les conditions attendues sur la jeune planète, dit Payne.

Les chercheurs ont mené une nouvelle analyse à l'aide de modèles photochimiques et climatiques et déterminé le dioxyde de carbone, pas d'oxygène, probablement servi comme oxydant principal. Pour que cela soit possible, ils ont découvert que le dioxyde de carbone devait constituer au moins 25 pour cent de l'atmosphère.

Ces niveaux de dioxyde de carbone suggèrent une planète chaude, mais d'autres preuves climatiques révèlent que la Terre était froide à l'époque et partiellement recouverte de glaciers. Des niveaux d'azote inférieurs entraînant une pression plus basse permettraient à la fois des niveaux élevés de dioxyde de carbone et des conditions fraîches.

"Il y a des données, référencé dans notre article, qui supportent des concentrations d'azote plus faibles pendant cette période, " a déclaré Jim Kasting, Evan Pugh University Professeur au Département de géosciences de Penn State et conseiller de Payne. "Notre étude de l'oxydation des micrométéorites est conforme à cette interprétation. La possibilité que notre principal gaz atmosphérique, azote, était moins abondante dans un passé lointain est vraiment intrigante."

Les résultats peuvent aider à concilier les désaccords dans les études précédentes sur le dioxyde de carbone dans le passé profond et les estimations des modèles climatiques, selon les chercheurs.

Les estimations précédentes des niveaux de dioxyde de carbone d'il y a des milliards d'années reposent sur des paléosols, ou des sols anciens, qui peut mieux refléter les conditions dans la basse atmosphère. Les différences régionales comme la météo ou la couverture végétale peuvent également avoir un impact sur les échantillons de paléosols, et les résultats de ces études se contredisent souvent les uns les autres et les modèles climatiques, disaient les scientifiques.

"Il devenait difficile de déterminer où aurait dû se trouver l'accord entre les différentes études de paléosols et modèles climatiques, " dit Payne. " C'est intéressant, car c'est un nouveau point de comparaison. Cela peut nous aider à trouver la bonne réponse au sujet du dioxyde de carbone atmosphérique dans le passé lointain."