Le Krakatoa et la Grande Comète de 1882 — Exploration dans le véritable mécanisme du « changement climatique »

© Dea Picture Library/De Agostini/Getty Images
Éruption du Perbuatan, le volcan situé sur l'île de Krakatoa, le 26 août 1883

En mai 1883, le capitaine à bord du navire allemand Elizabeth observa des cendres qui s'échappaient au-dessus de Krakatoa, une île du détroit de Sunda entre Java et Sumatra en Indonésie. Dans les semaines suivantes, d'autres navires rapportèrent avoir entendu le tonnerre et vu des nuages incandescents. Les habitants de l'île signalèrent également des tremblements de terre, alors que de petites éruptions volcaniques grondaient sur l'île.

Ils ne savaient pas qu'il s'agissait des premiers signes de ce qui allait devenir l'une des plus grandes éruptions volcaniques de l'histoire. Le Krakatoa est entré en éruption le dimanche 26 août 1883, envoyant dans l'atmosphère des poussières volcaniques jusqu'à 24 kilomètres de hauteur. Le jour suivant, le 27 août, deux énormes explosions étaient entendues jusqu'en Australie, la dernière éruption ayant détruit les deux tiers de l'île et déclenché un puissant tsunami qui balaya des villages entiers et fut ressenti à travers l'océan Indien jusqu'en Afrique du Sud. On estime à trente six mille le nombre de morts dans cette catastrophe naturelle.

L'éruption eut également un impact marqué sur le climat mondial en projetant dans la stratosphère une très grande quantité de dioxyde de soufre (SO2), laquelle provoqua une augmentation globalisée de la concentration d'acide sulfurique. La couverture nuageuse s'en est trouvée accrue, entraînant une réduction du rayonnement solaire et une baisse des températures mondiales d'au moins 0,4 °C l'année suivante. Comme les câbles télégraphiques sous-marins étaient déjà en service, les nouvelles de l'éruption furent rapidement relayées à travers le monde et ont fait, dès le 28 août, la Une des journaux à New York, Londres et Paris.

Les événements climatiques majeurs impriment de façon caractéristique des signatures chimiques ou des signaux qui sont mémorisés notamment au sein des carottes de glace. Plus précisément, les éruptions volcaniques sont associées à des pics d'aérosols de sulfate. En examinant les données des carottes de glace au moment de l'éruption, il est possible de vérifier ces signatures laissées par le volcan. Le Krakatoa se trouve près de l'équateur, nous devrions donc nous attendre à des signaux forts dans les relevés effectués à la fois au Groenland et en Antarctique. En 2015, une étude menée par Michael Sigl a établi un lien — d'un degré très précis — entre les compositions ioniques des carottes de glace des deux pôles et les éruptions volcaniques historiques notables.

© Sigl et al., Nature, 2015
Mesures normalisées de nssS (soufre non issu du sel marin) depuis les carottes de glace du Groenland (NEEM) et de l'Antarctique (WAIS Divide)

Dans leur graphique, les concentrations de soufre sont corrigées pour en exclure la contribution de soufre issu du sel marin. Un pic de soufre est clairement visible dans les mois qui suivent août 1883. Face à un signal anormal dans les données des carottes de glace, et afin d'associer en toute certitude un signal à un phénomène climatique historique tel qu'une éruption volcanique, il est important de prendre en compte le temps nécessaire à l'accumulation des aérosols dans la période qui suit l'événement. Gao et al. ont élaboré une modélisation pour les aérosols de sulfate qui est corroborée par des preuves d'éruptions récentes :

Pour générer les données en fonction du temps, nous supposons une accumulation linéaire de la masse totale de l'aérosol pendant quatre mois après l'éruption, ce qui conduit à une charge de masse maximale en fonction de la force de l'éruption. Ensuite, nous supposons une diminution exponentielle de la masse d'aérosol stratosphérique avec un temps d'e-folding moyen global de douze mois [en science, le e-folding est l'intervalle de temps dans lequel une quantité à croissance exponentielle augmente d'un facteur e - NdT]. Étant donné que le principal mécanisme de déversement des aérosols stratosphériques est constitué par le pliage de la stratosphère et de la troposphère [l'une pénètre l'autre — voir l'illustration ici - NdT] aux latitudes moyennes et de la chute liée à la circulation de Brewer-Dobson aux latitudes élevées [Holton et al., 1995], nous supposons que la sédimentation dans les régions tropicales (temps d'e-folding de trente-six mois) n'entraîne que peu de pertes et que le temps d'e-folding moyen est de douze mois dans les régions extra-tropicales. Dans la région polaire, nous avons fixé le temps d'e-folding à trois mois pendant l'hiver pour tenir compte de la forte subsidence au sein du vortex polaire et à six mois pour le reste de l'année. La figure 5 montre un exemple de la distribution spatiale et temporelle de la profondeur optique des aérosols au cours des trois premières années suivant l'éruption du Pinatubo en 1991, au cours desquelles on observe une augmentation linéaire de la charge d'aérosols pendant les quatre premiers mois et un déplacement saisonnier vers les pôles. Compte tenu des informations ci-dessus, la date du 27 août de l'éruption du Krakatoa correspond bien au pic enregistré dans les registres NEEM (Groenland) et WAIS (pour West Antarctic Ice Sheet [Calotte glaciaire de l'Antarctique occidental - NdT]), pic qui commence au moment de l'éruption et culmine au début de 1884.

L'éruption du Krakatoa est l'un des événements climatiques les plus étudiés de l'histoire récente. Cependant, peu de gens se souviennent qu'un événement majeur de nature cosmique s'est produit juste l'année précédente, un événement qui pourrait avoir indirectement « déclenché » l'éruption.

La Grande comète de 1882

L'année précédant l'éruption du Krakatoa fut marquée par l'observation d'un objet lumineux dans le ciel, connu sous le nom de Grande comète de 1882 qui pourrait bien être l'objet le plus lumineux jamais observé dans l'histoire. La comète fut aperçue pour la première fois au début du mois de septembre depuis le Cap de Bonne-Espérance et devint peu après visible dans tout l'hémisphère sud. En l'espace de quelques jours, une « étoile flamboyante » rasant le Soleil devint visible en plein jour à tous les observateurs du monde entier.

© The Heavens and their Story, 1908
La Grande comète de 1882, photographiée à l'Observatoire royal du Cap de Bonne Espérance

Le 30 septembre, les observateurs remarquèrent que le noyau s'était scindé en deux parties distinctes et à la mi-octobre, la comète s'était visiblement brisée en cinq fragments. Elle a atteint sa luminosité maximale en décembre de la même année, restant visible à l'œil nu jusqu'en février 1883.

La fragmentation d'une comète est un phénomène très courant. Comme décrit par Pierre Lescaudron dans Les changements terrestres et la connexion anthropocosmique (adapté du chapitre 15) :

La fragmentation résulte d'un mécanisme logique permettant aux comètes de faire face à un stress électrique élevé, ce qui entraîne pour n'importe quelle comète un processus de fission — c'est-à-dire la séparation en deux ou plusieurs parties.

Lorsqu'une sphère est divisée en deux sphères de taille égale, la masse totale reste la même — aucune matière ne disparaît — mais la surface totale de cette paire est environ 26 pour cent plus grande que la surface de la sphère unique d'origine.

Cela augmente la surface totale exposée au champ électrique et diminue donc la densité de courant — ampères par mètre carré.

Ainsi, la fission induite par l'électricité permet aux comètes de réduire le stress électrique auquel elles sont soumises en le répartissant entre deux ou plusieurs corps — d'où la diminution de luminosité signalée. Tout récemment, la comète ATLAS a allongé son noyau et s'est fragmentée. Les astronomes suivent les comètes depuis longtemps, mesurant leurs orbites pour déterminer si elles représentent une menace pour notre planète. Cependant, ces objets célestes sont dans la plupart des cas si petits par rapport à l'immensité de l'espace qu'ils traversent qu'ils sont extrêmement difficiles à suivre. Même les comètes répertoriées deviennent difficiles à suivre une fois qu'elles se fragmentent ou perdent de leur éclat. Par conséquent, « au début du XXIe siècle, la prévision des impacts ne fonctionne généralement pas. Presque tous les astéroïdes qui frappent la Terre nous surprennent ».

La Grande comète de 1882 a depuis été identifiée comme un membre des Kreutz, une « famille » de comètes qui — à leurs périhélies — se fragmentent souvent en passant très près du Soleil [qui le rasent, d'où le terme de comète rasante - NdT]. On pense que ces comètes proviennent d'une comète géante initialement entrée dans le Système solaire avant de se fragmenter il y a plusieurs siècles en de nombreuses comètes secondaires.

Selon les annales historiques, aucun grand corps céleste n'aurait heurté ou croisé la Terre. Mais les dernières avancées scientifiques, notamment en paléoclimatologie qui utilise des marqueurs stratigraphiques provenant des carottes de glace, des sédiments marins et des données issues de l'étude morphologique des anneaux de croissance des arbres [ou cernes, par la méthode scientifique nommée dendrochronologie - NdT], nous racontent maintenant une « nouvelle histoire ». Nous pouvons nous référer à deux événements cosmiques spécifiques, l'un ayant marqué l'histoire de la Terre au cours du Paléolithique supérieur, et l'autre s'étant produit bien plus récemment, il y a un peu plus d'un siècle au-dessus d'une forêt isolée en Sibérie.

Le Dryas récent et Toungouska

Le Dryas récent marque le début — il y a environ 12.900 ans, soit vers 10.900 avant J.-C. — de l'événement catastrophique ayant temporairement inversé le climat sur Terre, lequel est revenu à des conditions glaciaires similaires à celles de l'interstade glaciaire tardif précédent, lui-même situé au milieu d'une période de réchauffement climatique.

© solarseven - Shuttertstock
Conception artistique de l'impact d'un astéroïde sur Terre

Selon cette théorie, une grande comète est entrée dans l'atmosphère et s'est brisée au-dessus de l'Amérique du Nord, se heurtant à l'inlandsis laurentidien et produisant de multiples rafales d'air ainsi que des impacts de surface à d'autres endroits, tandis qu'en se répandant sur le continent, les fragments provoquaient des explosions prodigieuses et des destructions considérables dans tout l'hémisphère nord.

Un groupe de scientifiques comprenant Richard Firestone et Allen West, auteurs de The Cycle of Cosmic Catastrophes : How a Stone-Age Comet Changed the Course of World Culture [« Le cycle des catastrophes cosmiques — Comment une comète de l'âge de pierre a changé le cours de la culture mondiale », ouvrage non traduit en français - NdT], a extrait et analysé des échantillons de sol en Amérique du Nord et en Europe, où ils ont trouvé de fortes concentrations d'iridium, de nano-diamants et une couche noire riche en carbone datant d'il y a environ 12.900 ans, coïncidant ainsi avec le début abrupt du refroidissement du Dryas récent. Dans une étude ultérieure, les chercheurs ont également identifié l'apport atmosphérique de poussière riche en platine dans les échantillons de carottes de glace du GISP2 au Groenland.

L'injection dans l'atmosphère de poussière, de suie et autres produits chimiques toxiques, ainsi que de vapeur d'eau à même de former une couverture nuageuse continue, aurait entraîné une réduction substantielle du rayonnement solaire dans l'hémisphère nord et sur une grande partie de la planète, provoquant le début brutal du refroidissement observé dans les enregistrements des carottes de glace. La température peut en fait être calculée grâce aux carottes de glace en utilisant comme indicateur de la composition isotopique de l'eau δ18O — une mesure du rapport des isotopes stables oxygène-18 (18O) et oxygène-16 (16O). Comme le montrent les carottes de glace du Groenland, la température a baissé de 4 à 10°C.

© Mayewski et al. - 1997
Données vicennales sur les isotopes d'oxygène dans le noyau de glace du GISP2 au Groenland

Cet événement catastrophique peut également expliquer le changement climatique soudain et la disparition de plantes et de grands mammifères, y compris les mastodontes et les mammouths, ainsi que la disparition des « colonies Clovis » — nom donné aux habitants qui peuplaient l'Amérique du Nord à cette époque — dont les sites sont recouverts de la couche noire riche en carbone qui coïncide avec l'événement du Dryas récent.
En plus des chutes de température observées, les carottes de glace révèlent des signaux importants d'autres éléments, notamment une augmentation des niveaux de nitrate (NO3) et d'ammonium (NH4).

© Mayewski et al. - 1997
Concentration en ions majeurs de la carotte de glace GISP2 au Groenland, en parties par milliard

Un autre événement plus récent a fait apparaître dans les carottes de glace un signal similaire, heureusement bien plus faible. Le 30 juin 1908, un bolide pénétrait l'atmosphère terrestre avant d'exploser au-dessus du bassin de la rivière Toungouska, en Sibérie centrale, avec une force estimée à environ dix mégatonnes d'explosions nucléaires. Ce fragment cométaire a un diamètre estimé d'environ quarante mètres et son explosion a aplati environ quatre-vingt millions d'arbres sur deux mille kilomètres carrés de forêt.

Plusieurs suggestions ont été faites quant à l'origine du bolide de Toungouska, mais les astronomes en viennent à accepter qu'il faisait partie du flux de météores des Bêta-Taurides. L'astronome slovaque Lubor Kresak fut le premier à suggérer que ce fragment cométaire est issu de la comète Encke, une comète périodique en orbite autour de Jupiter qui produit un essaim météoritique bi-annuel, celui des Bêta-Taurides vers la fin du mois de juin, et celui des Taurides du sud au début du mois de novembre.

© Leonid Kulik
Zoom sur de vastes zones aplaties par l'événement cosmique de la Toungouska en 1908

Trois enregistrements issus de cernes d'arbres en Europe montrent un court mais visible renversement de tendance, avec une réduction de la largeur des cernes annuels après 1908.

© Büntgen et al. - 2012
Évolution chronologique de la largeur des cernes d'arbres [mélèzes] des Alpes maritimes françaises (1902-1915)

En examinant les carottes de glace du Groenland, un pic correspondant de nitrate et d'ammonium ainsi que de sulfate est visible à peu près à cette époque.

© Mayewski et al. - 2007
Concentration en ions majeurs de la carotte de glace GISP2 au Groenland, en parties par milliard

La signature de Toungouska révèle un pic dans les niveaux de sulfate — qui, comme nous l'avons vu, est également présent dans la strate du Dryas récent — bien que ceux-ci soient généralement associés à des éruptions volcaniques qui injectent de grandes quantités de soufre dans la basse stratosphère, qui par la suite produit par réaction des aérosols de sulfate.

Les émissions de nitrate et d'ammonium sont généralement considérées comme des indicateurs d'une combustion de la biomasse lors des incendies de forêt et de prairies. Ces signaux sont généralement accompagnés de niveaux élevés de formiate (HCOO) et de marqueurs organiques, dont l'acide vanillique (C8H8O4) et l'acide parahydroxybenzoïque (C7H6O3). Cependant, d'autres facteurs peuvent également expliquer les niveaux plus élevés de ces ions.

Grâce aux avancées technologiques, une analyse spectrale des comètes a été réalisée pour analyser la composition des corps cométaires et celle de leurs queues. Parmi les éléments identifiés, on a constaté la présence d'ammoniac dans les comètes Hale-Bopp et Alley, avec un rapport implicite ammoniac/eau de l'ordre de 0,4 à 2 pour cent.

Cependant, ce rapport est généralement insuffisant pour expliquer les niveaux élevés d'ammoniac observés dans les carottes de glace correspondant aux événements d'impact cométaire. En analysant les données de la carotte de glace du GISP2, Melott et al. décrivent quatre façons dont une comète peut produire du nitrate et de l'ammoniac lorsqu'elle entre dans l'atmosphère — et qui expliqueraient le pic observé au moment de l'explosion de Toungouska.

• Combustion de la biomasse — résultant des incendies générés par l'impact ;
• Dépôt direct — à partir du bolide ;
• Ionisation atmosphérique — lorsque la comète entre dans l'atmosphère ;
• Glace, ionisation atmosphérique et processus Haber. En abordant le premier point, Melott explique que la combustion de la biomasse provenant des feux de forêt causés par l'explosion ne peut expliquer les niveaux élevés de nitrate et d'ammonium enregistrés :

Utiliser la combustion de la biomasse pour expliquer l'événement de Toungouska pose un problème important. L'augmentation synchrone des deux ions dans les données de la carotte de glace pour l'hiver 1908-1909 dans le signal GISP2 est claire et datée de manière fiable avec une haute résolution temporelle. Comme nous le verrons, la combustion de la biomasse ne peut contribuer que de manière mineure au signal de cet événement. La zone de combustion des feux de forêt n'avait qu'un diamètre de 10 à 20 km (Wasson 2003). Si nous supposons généreusement 100 000 ha de brûlis de forêt, la densité de dépôt d'ammonium en surface dans l'hémisphère nord n'est que de 10^7 kg m-2, à peine plus élevée pour le nitrate. En additionnant les nitrates du GISP2H ou du GISP2, on obtient ~5 × 10^6 kg m-2 pour le dépôt de nitrate ou d'ammonium dans le sillage de Toungouska, ce qui montre clairement que la combustion de la biomasse est insuffisante. Le signal fort dans le sillage de Toungouska constitue l'un des pics les plus élevés au cours du siècle dernier (Dreschhoff 2002 ; Olivier et al. 2006). L'ionisation atmosphérique, le troisième mécanisme de Melott pour la production de nitrate, suggère que lorsqu'une comète pénètre l'atmosphère, elle ionise l'air ambiant, permettant la synthèse d'oxyde d'azote. Cela pourrait expliquer les pics de nitrate observés, mais on ne sait pas si l'ammonium est produit par l'ionisation atmosphérique et, comme mentionné ci-dessus, la quantité de NH4 dans les comètes est souvent trop faible pour expliquer les niveaux élevés enregistrés dans les carottes de glace. Le dernier mécanisme décrit par Melott est donc le candidat le plus probable pour expliquer la présence importante d'ammoniac en 1908. Il explique :

Le procédé Haber pour la synthèse de l'ammoniac a été mis au point pour les engrais et les munitions en 1909. Dans des conditions de haute pression, l'azote et l'hydrogène réagissent pour former de l'ammoniac. À des températures plus élevées, la formation d'ammoniac est de plus en plus défavorable sur le plan thermodynamique par rapport aux molécules d'azote et d'hydrogène en raison de l'entropie défavorable de la réaction. Cependant, l'aspect défavorable de l'énergie libre produit par cette réaction peut être compensée par la haute pression présente dans le front de l'onde de choc d'une comète pénétrant l'atmosphère. Comme l'estimation des nitrates à partir du processus atmosphérique conventionnel sont suffisants pour expliquer les données des deux événements du Dryas récent et de Toungouska, il est raisonnable d'avancer que la quantité comparable d'ammonium trouvée dans les carottes de glace puisse également être synthétisée de cette manière, en utilisant de la glace cométaire.

La masse de glace supposée présente dans [le fragment de - NdT] la comète Toungouska n'atteint pas la quantité nécessaire pour synthétiser l'ammoniac à même d'expliquer les données issues des carottes de glace du Groenland. Cependant, il a été proposé qu'au moins un fragment ait pu avoir un impact sur une zone de pergélisol marécageux et partiellement fondu, créant le lac Tcheko (Gasperini et al., 2008). D'après la taille du lac de cratère probable, l'eau comme réactif pour synthétiser l'ammoniac aurait été présente en quantité suffisante. On se demande si le lac Tcheko a été créé par l'impact ou s'il était déjà présent. La présence du lac avant 1908, et donc de l'eau nécessaire pour synthétiser l'ammonium, viendrait étayer l'explication donnée par Melott pour le signal trouvé dans les carottes de glace.

Examen d'un éventuel impact cométaire au début de 1883

Revenons maintenant en arrière et examinons les signaux présents dans les carottes de glace aux alentours de l'époque de l'éruption du Krakatoa en août 1883.

© Sigl et al. Nature - 2015 / Mayewski et al. - 2005
Concentrations d'ammonium et de nitrate en Antarctique (1880-1889)

Le pic de soufre observé dans les enregistrements rapportés dans le graphique du soufre non issu du sel marin (nssS) [dans le premier graphique de l'article -NdT] peut être associé avec certitude à l'éruption. Cependant, le graphique ci-dessus révèle deux signaux importants pour l'ammonium et le nitrate, qui ont atteint un pic au début de 1883. Ces pics ne peuvent donc pas être expliqués par cette éruption qui s'est produite après (voir la ligne verticale en pointillés). Le signal d'ammonium visible ici et qui commence vers janvier 1883 pour culminer en février de la même année constitue en fait le deuxième plus important signal du XIXe siècle — selon la carotte de glace WAIS Divide en tout cas.

Bien que les canaux de communication aient à l'époque été rudimentaires, les médias contemporains n'ont signalé aucun événement majeur d'incendie ou de combustion de biomasse dans l'hémisphère sud au cours de l'année précédant le signal. Je me demande donc si ces pics d'ammoniac et de nitrate indiquent une origine cométaire qui expliquerait le signal du début de 1883. L'origine pourrait être identique au mécanisme décrit par Melott pour l'impact de Toungouska causé par un fragment de comète — avec un bolide d'une taille relativement identique à ce dernier heurtant l'océan ou une calotte glaciaire, ou provoquant l'ablation de celle-ci suite à une explosion aérienne.

© usap-dc.org
Localisation de WAIS Divide, en Antarctique ouest

Les carottes de glace révèlent également un pic très prononcé de bromure :

© Sigl et al. Nature - 2015
Mesure normalisée de bromure dans la carotte de glace issue de WAIS Divide Antarctique

Ce pic de bromure se trouve être l'un des signaux les plus forts du XIXe siècle trouvé dans la carotte de glace du WAIS Divide. Le bromure est présent en concentrations relativement faibles dans la croûte terrestre, à peu près la même concentration que celle que l'on trouve dans les météorites, soit 1 partie par million. Alors comment expliquer ce grand pic observé en 1883 ?

L'océan contient des concentrations de bromure bien plus importantes que la croûte terrestre. L'impact d'une comète dans l'océan pourrait expliquer le signal exceptionnellement élevé dans la carotte de glace, comme l'expliquent ici Pierazzo et al. :
L'impact d'un astéroïde de 500 m augmente la teneur en vapeur d'eau de la haute atmosphère de plus de 1,5 fois la valeur initiale de concentration sur une large région entourant le point d'impact pendant le premier mois suivant l'impact. Les halogènes, ClY (chlore) et BrY (bromure), suivent la distribution de la vapeur d'eau, avec une augmentation initiale de plus de vingt et cinq fois — respectivement — de la valeur initiale de concentration dans la même région entourant le point d'impact. Les perturbations finissent par s'étendre à l'hémisphère nord, où la teneur en vapeur d'eau reste supérieure d'environ 50 pour cent aux valeurs initiales pendant la première année suivant l'impact, tandis que le ClY et le BrY dépassent respectivement les leurs de cinq et deux fois. Le fort signal de bromure, ainsi que les pics d'ammonium et de nitrate, étayent la probabilité d'impact sur Terre d'un bolide, quelque part dans les océans du sud au début de 1883.

Une autre découverte stratigraphique indique la possible nature du bolide. Dans l'impact de Toungouska, un important signal de carbone noir, associé à un pic en titane, a été mesuré dans la carotte de glace de Summit 2010 — située près du site GISP2.

© McConnell et al. - Science - 2007
Concentration en carbone noir et titanium dans la carotte de glace issu Sommet2010 au Groenland (1905-1911)

Le carbone noir est constitué de sphères carbonées qui sont formées par la combustion incomplète de la biomasse et du combustible fossile. Il absorbe l'énergie solaire et, contrairement au CO2, ne reste dans l'atmosphère que pendant des jours ou des semaines avant de retomber sous forme de précipitations. En raison de sa capacité à réduire la réflectivité d'une surface — albédo — il réchauffe la neige sur laquelle il tombe et en augmente ainsi la fonte. Bien que le carbone noir soit généralement associé à la combustion de la biomasse, il ne s'agit pas d'un composé bien défini, dont les propriétés physiques et chimiques varient d'un endroit à l'autre. La présence de carbone noir dans la carotte de glace peut-elle être expliquée par un autre facteur ?

En plus des diverses formes et tailles qui les caractérisent, les météorites possèdent également des compositions différentes. Il existe une classe de météorites appelée chondrites carbonées, ou chondrites de type C, qui sont riches en composés de carbone, en eau et en éléments lithophiles comme la silice, y compris l'oxygène, le titane et l'aluminium. Cette classe de météorites contraste avec d'autres qui contiennent principalement des minéraux tels le magnésium. Les enregistrements des carottes de glace ne montrent aucun signal important de magnésium, ni dans la carotte de glace de WAIS en Antarctique pour 1883, ni au Groenland pour l'impact de Toungouska. Mais ce dernier présente plutôt un signal fort pour les éléments lithophiles tels que le carbone et le titane, ce qui renforce encore l'hypothèse selon laquelle le bolide qui est entré dans l'atmosphère au-dessus de la Sibérie en 1908 était une chondrite riche en carbone.

© Sigl et al. - Nature - 2015
Présence de carbone noir dans la carotte de glace n° WDC06A issu de WAIS Divide en Antarctique

Comme mentionné précédemment, il n'existe aucune trace d'un incendie de forêt majeur ou d'une combustion de biomasse pour expliquer ce pic important dans l'hémisphère sud. Mais existe-t-il des preuves indiquant l'impact d'un bolide dans l'océan ? Si un tel événement s'était produit, on devrait s'attendre à l'existence d'une série de vagues se propageant depuis le point d'impact sur plusieurs kilomètres et dans toutes les directions. Un coup d'œil aux archives du Bureau australien de météorologie montre une série de vagues successives frappant la côte de Stanley en Tasmanie le 25 décembre 1882 :

Registres sur les tsunamis ayant touché l'Australie depuis la colonisation européenne

Date : 25 décembre 1882
Région australienne où les effets du tsunami ont été enregistrés : TAS (Tasmanie)
Région source : Inconnue
Commentaires : Quatre vagues successives, la troisième avoisinant une hauteur de un mètre, ont été signalées à Stanley

Bien qu'il ne soit en aucun cas concluant, étant donné le moment et le lieu de l'événement enregistré, cette observation pourrait indiquer un impact cométaire comme source des vagues successives observées en Tasmanie.

Malheureusement, aucune trace d'autres éléments tels que le titane n'est présente dans les données des carottes de glace pour renforcer mon hypothèse d'un impact de bolide sur ou près des océans de l'hémisphère sud vers le début de 1883.

Changements terrestres — La connexion anthropocosmique

Ayant proposé l'entrée dans l'atmosphère terrestre d'un fragment cométaire au début de 1883, un fragment possiblement issu de la Grande comète de 1882, je suggère que la comète a pu avoir un « impact » supplémentaire sur la Terre — bien que « distant » dans le temps : le déclenchement de l'éruption du Krakatoa en mai 1883.

L'influence cosmique sur l'activité volcanique de la Terre a largement été étudiée. Le chercheur Jamal Shrair aborde dans cet article le flux de rayons cosmiques, en décrivant les preuves accablantes appuyées par des données statistiques d'une relation entre le cycle solaire, les tremblements de terre et les éruptions volcaniques. Un certain nombre d'études ont été publiées au cours de la dernière décennie, établissant un lien entre l'activité solaire et les « changements terrestres ». Une de ces études a montré une corrélation de plus de 80 pour cent dans l'association des faibles activités solaires avec les éruptions volcaniques dont l'indice d'explosivité volcanique est au moins de 5, et une corrélation de 87,5 pour cent pour les plus grandes éruptions dont l'indice d'explosivité volcanique est au moins de 6, ainsi qu'une corrélation de 100 pour cent pour les sept séismes les plus puissants.

Plus récemment, une étude publiée par le chercheur japonais Toshikazu Tbisuzaki a analysé onze éruptions de volcans riches en silicate au cours des trois derniers siècles au Japon et a constaté que neuf d'entre elles se produisaient pendant un minimum solaire. Il est intéressant de noter que les silicates sont des matériaux piézoélectriques — ils transforment le courant électrique en déformation mécanique et vice versa [la piézoélectricité est la propriété que possèdent certains matériaux de se polariser électriquement sous l'action d'une contrainte mécanique et réciproquement de se déformer lorsqu'on leur applique un champ électrique - NdT].

Une troisième étude menée par Jann-Yeng Liu à Taïwan a mis en évidence des changements anormaux dans l'ionosphère de la densité électronique et des signaux électromagnétiques se produisant l'après-midi/le soir un à cinq jours avant les grands séismes de magnitude 6 et plus — analysés en Indonésie, en Chine, au Japon et à Taiwan. Shrair décrit le processus qui provoque les tremblements de terre et les éruptions volcaniques déclenchés par la pression externe induite sur le champ magnétique de la Terre :

Les fluctuations des radiations cosmiques et solaires chargent l'ionosphère. Il en résulte des anomalies des champs géomagnétiques qui provoquent la génération de courants de Foucault. Le courant de Foucault chauffe les roches dans les failles et, par conséquent, l'intensité de résistance au cisaillement et la limite de friction statique des roches diminuent. C'est le principal processus qui déclenche les tremblements de terre et les éruptions volcaniques.

Depuis la fin du XVIIIe siècle, toutes les éruptions majeures — à l'exception de celle du Pinatubo en 1991 — se sont produites pendant des périodes de faible activité solaire, ce qui corrobore l'idée que les éruptions volcaniques et les tremblements de terre sont déclenchés par le rayonnement solaire. Ces éruptions majeures comprennent notamment celles de Grimvotn en 1783-85, de Tambora en 1810, de Krakatoa en 1883, de Santa Maria en 1902 et de Novarupta en 1912. Plus récemment, onze grands séismes de magnitude 8 et plus ont été enregistrés après le déclin de l'activité solaire entre 2004 et 2010.

© Observatoire royal de Belgique à Bruxelles
Nombre de taches solaires de 1900 à 2019

Alors qu'en est-il des comètes ? Jouent-elles aussi un rôle dans les événements terrestres ?

Dans son ouvrage Les changements terrestres et la connexion anthropocosmique, Pierre Lescaudron décrit la nature électrique du cosmos et explique un mécanisme possible par lequel les comètes induisent des éruptions volcaniques. [L'extrait ci-dessous est un bref résumé du livre, écrit par l'auteur dans L'effervescence volcanique et sismique associée au cycle cométaire de 3 600 ans - NdT] :

Le Soleil est électriquement actif et chargé positivement. Il est entouré d'une couche électriquement négative (l'héliosphère) qui s'étend au-delà du Système solaire, comme le montre le schéma ci-dessous :

© Sott.net
Représentation de la Terre et de sa bulle isolante (l’ionosphère) englobée dans l’héliosphère.

Tout comme le fait une lampe électrique anti-insectes lorsqu'un moustique vole à l'intérieur, le condensateur géant formé par le couple Soleil-héliosphère se décharge lors d'alignements planétaires et/ou lors de l'entrée dans le Système solaire de corps étrangers.

La nature éminemment électrique des comètes s'exprime par un éclat intense et l'étendue sur des centaines de millions de kilomètres d'une queue de plasma conductrice. Autant dire qu'une comète est toute désignée pour produire de telles décharges solaires.

Lorsqu'une comète provoque une décharge du « condensateur » solaire, le Soleil libère des éjections de masse coronale constituées de quantités massives de protons — particules chargées positivement. Orientées vers notre planète, ces décharges sont susceptibles d'atteindre et d'affecter la Terre, comme illustré ci-dessous.

Sur la partie droite de l'illustration ci-dessus, l'activité solaire est faible ; donc la Terre reçoit moins de vents solaires qui sont de charge positive — représentés par la petite flèche jaune. Par conséquent, le potentiel électrique de l'ionosphère est moins positif et tend à attirer moins d'électrons libres depuis l'intérieur de la Terre vers sa surface, ce qui rend la surface de la Terre moins négativement chargée. Il en résulte que le champ électrique entre l'ionosphère et la surface de la Terre (champ électrique atmosphérique) est moindre — petite double flèche orange sur l'image de droite.

Puisque moins d'électrons libres sont attirés depuis l'intérieur de la Terre vers sa surface, le champ électrique entre la surface de la Terre et son noyau est également amoindri — petite double flèche rouge sur l'image de droite.

La force de ce champ électrique constitue le trait d'union de la planète, sa force cohésive ; elle « maintient l'unité de ses parties comme un tout ». Une violente décharge solaire est à même d'induire une brusque augmentation de la charge positive de l'ionosphère, laquelle entraîne une soudaine surtension dans cette force cohésive. Tenez une orange dans votre main puis pressez-la brusquement, et vous aurez une idée assez précise — bien que rudimentaire — du phénomène.

Les décharges solaires induites par les comètes entraînent d'autres conséquences que cette « compression de la planète ». Également alimentée par le Soleil, la rotation de la Terre subit une légère accélération lorsqu'elle est frappée par une décharge solaire.

Glissement crustal mineur. La densité de l'écorce terrestre étant inférieure à celle du manteau, ces deux couches ne ralentissent pas au même rythme. La densité plus élevée du manteau lui confère une vitesse de rotation plus rapide qui ralentira moins vite que celle de l'écorce terrestre. La différence de rotation entre l'écorce terrestre et le manteau correspond au glissement de l'écorce terrestre. Ce glissement crustal, auquel s'ajoute la formidable contrainte qu'il exerce au point de jonction entre l'écorce terrestre et le manteau, constitue une cause majeure des activités volcaniques et sismiques.

Légère déformation géomorphologique de notre planète. En effet, comme illustré dans le schéma ci-dessous à droite, au fur et à mesure que la rotation terrestre s'accélère, elle augmente la force centrifuge — flèches rouges — qui confère à la Terre une forme plus ellipsoïdale. A l'inverse, à gauche, lorsque notre planète est soumise à une fréquence de rotation plus faible, elle entraîne une force centrifuge plus limitée et donc moins déformante, et confère à notre planète une forme plus sphérique.

Il va de soi que les infimes variations géomorphologiques de notre planète consécutives aux variations de l'activité solaire exercent sur la croûte terrestre de formidables contraintes mécaniques. Les tremblements de terre et les éruptions volcaniques en sont la manifestation la plus directe. Comme décrit ci-dessus, une décharge solaire elle-même causée par le passage d'une comète à son périhélie peut expliquer le lien entre les comètes et les éruptions volcaniques. Ces décharges solaires induisent un pic de charge positive dans l'ionosphère terrestre, créant une minuscule accélération de la planète qui elle-même peut entraîner le glissement de la croûte terrestre, une cause majeure d'activité volcanique et sismique. Juste au moment du passage de la Grande comète de 1882, en novembre de cette année-là, peu avant que la comète n'atteigne sa luminosité maximale, l'activité solaire a soudainement augmenté, avec des éruptions solaires dépassant l'intensité de 500 les 18, 20 et 21 novembre — les éruptions visibles ont une intensité supérieure à 3. Ces sursauts solaires furent la cause de l'orage magnétique de novembre 1882, dont les effets furent exceptionnels, notamment sur :

[...] les systèmes télégraphique, qui dans certains cas sont devenus inutilisables. Le Savannah Morning News a rapporté que « le standard téléphonique du bureau de la Chicago Western Union a pris feu à plusieurs reprises, et que de nombreux dégâts ont été causés à l'équipement ». À Milwaukee, le « courant électrique spontané » fut « à un moment donné assez fort pour allumer une lampe électrique ». Des mesures prises au Royaume-Uni, où le télégraphe a également été touché, ont indiqué la présence d'un courant tellurique cinq fois plus fort que la normale.

Note du traducteur : Selon le New York Times du 18 novembre 1882, « les câbles enterrés et les câbles de surface ont été affectés dans les mêmes proportions. Les personnes qui ont tenté d'utiliser des téléphones ont entendu des bourdonnements ou des sonneries ». Ainsi, une série de trois éruptions solaires successives au moment du passage de la Grande comète a provoqué en novembre 1882 un orage magnétique. ce dernier a affecté l'ionosphère terrestre et généré une infime différence de rotation entre la croûte terrestre et le manteau, rendant notre planète plus sujette aux changements terrestres et pouvant causer — ou du moins contribuer à causer — l'activité sismique enregistrée avant l'éruption du Krakatoa qui a culminé avec l'éruption explosive du 27 août 1883.

En examinant les carottes de glace de l'Antarctique au moment de l'éruption, on y trouve également des signaux d'une ampleur inhabituelle d'éléments qui ne peuvent être expliqués par une éruption volcanique et qui ne peuvent être associés à aucun grand incendie de forêt — bien que certains puissent être généralement liés à la combustion de biomasse. Ils peuvent cependant être expliqués par l'entrée dans l'atmosphère d'un corps cométaire et par son impact dans l'océan ou éventuellement sur une calotte glaciaire près du pôle Sud. Le bolide, possiblement lui-même un fragment de la Grande comète de 1882, était assez gros pour provoquer un pic marqué dans la carotte de glace de l'Antarctique, ayant laissé pour certains éléments l'un des plus grands signaux du XIXe siècle, mais son entrée aurait été trop distante de tout structure humaine pour être vue par des observateurs.

© AMS - Adaptation française Sott.net
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Alors que nous entrons dans une période de régression du nombre de taches solaires et de ce qu'un nombre croissant de scientifiques appellent un Grand minimum solaire, nous pourrions bientôt — dans les années à venir — commencer à assister à une augmentation des événements majeurs liés aux changements terrestres. En fait, un des effets des minimums solaires est d'affaiblir l'héliosphère entourant le Système solaire et la magnétosphère entourant la Terre. L'héliosphère et la magnétosphère sont les deux « boucliers » qui nous protègent contre les bolides entrants. Bien que la Terre ne soit pas entièrement sans défense, la surface de la Lune, chargée de cratères, nous donne une idée du sort des corps astronomiques dépourvus de magnétosphère.

Matthias Forsingdal