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DECOUVERTES / Le rayonnement cosmique et l'évolution de la Terre.
Quelle est l'importance aujourd'hui ? Le Suhomme , Et si celui-ci en tant que sens de la terre passait par une communication électromagnétique (et non inter-individuelle comme le veulent tous les eudémonistes), à la lumière des catastrophes qui ont frappé notre planète depuis le printemps 2011, en particulier le tsunami au Japon et les multiples tremblements de terre le long de la ceinture de feu autour de l’océan Pacifique. Les rayonnements solaires et ceux issus de la croûte terrestre peuvent aussi être appelés radiations nucléaires. Diverses hypothèses ont été posées par rapport au positionnement de "notre" système solaire par rapport au plan épiclitique de "notre" galaxie, la voie lactée (voir la seconde illustration).
Portons notre regard vers des temps très reculés, dans l’épais brouillard de l’histoire de la vie sur terre. Les paléontologues ont pu lire cette histoire en étudiant les restes fossiles d’organismes vivants, tout au long des cinq cents millions d’années précédentes. Ils ont constaté tout d’abord que certaines espèces semblent avoir soudainement disparu, ou du moins diminué en nombre. C’est ce que l’on définit habituellement comme une « extinction en masse »
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- Si l’on fait grand cas de la disparition brutale des dinosaures, on parle moins souvent de l’apparition, tout aussi soudaine mais à intervalles réguliers, de millions de nouvelles espèces.
Ils ont également mis en évidence un phénomène auquel on accorde généralement beaucoup moins d’importance que la disparition des espèces : les fossiles révèlent des moments particuliers où de nouvelles espèces apparaissent soudainement. Ce processus, intervenant de façon régulière et irréversible, donne naissance à des formes de vie plus complexes et plus élaborées.
Lorsque l’on considère cette histoire sur une échelle de centaines de millions d’années, on constate l’existence de très longues périodes d’accroissement et de diminution, en quantité et en diversité, des espèces sur notre planète – et des cycles se dessinent à nous ! Le plus apparent d’entre eux couvre des périodes d’approximativement 62 millions d’années.
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- Visualisation des deux cycles de variation de la biodiversité, le premier d’une périodicité d’environ 60 millions d’années, le second de 140.
Toutefois, en y regardant de plus près, on remarque un autre cycle, plus faible mais toutefois important, dont la période est d’approximativement 140 millions d’années.
Se pose alors la question de savoir ce qui pourrait causer cela ? Eh bien, considérons un autre cycle, récemment découvert par des chercheurs, non pas en observant les fossiles, mais en étudiant les météorites. Le flux auquel les météorites de fer pénètrent dans notre atmosphère suit un cycle similaire au plus long des cycles précédemment cités. En mesurant la quantité de potassium radioactif contenue par ces météorites, l’on trouve un cycle de 143 millions d’années. Qu’est-ce qui pourrait expliquer cette corrélation entre la densité isotopique du potassium et la biodiversité ?
- La Voie lactée, notre galaxie, est formée de plusieurs bras spiraux.
Notre système solaire (le point blanc) les traverse successivement tous les 135
millions d’années, périodicité qu’on peut mettre en relation avec les fluctuations
de la biodiversité terrestre.
Pour prendre du recul, faisons un zoom arrière. D’après nos connaissances actuelles, notre galaxie, la Voie lactée, a plusieurs bras spiraux. Le Système solaire tourne en orbite au sein de la Galaxie, de la même manière que notre planète tourne autour du Soleil. Si nous mesurons une année sur Terre par le temps qu’elle met à accomplir une révolution, nous pourrions appeler « année galactique » le temps qu’il nous faut pour faire une révolution dans la galaxie. Au cours d’une année galactique, notre système solaire traverse chacun des bras spiraux de la voie lactée. Il a été calculé qu’il faut approximativement 135 millions d’années pour passer d’un bras spiral à l’autre !
Cela nous ramène aux rayons cosmiques. La densité de leur rayonnement n’est pas uniforme dans notre Galaxie. Chaque bras spiral est densément peuplé d’étoiles nouvellement formées et de supernovas en explosion. D’après nos connaissances, c’est principalement de ces supernovas que proviennent la plupart des rayonnements cosmiques. L’espace entre les bras spiraux est moins densément peuplé par ces supernovas. On peut donc s’attendre à ce que la traversée de ces bras spiraux et des espaces qui les séparent corresponde à des variations dans les rayonnements cosmiques rencontrant notre planète. Cela expliquerait le cycle de 143 millions d’années mis en évidence par l’étude du potassium radioactif dans les météorites retrouvés sur terre.
Une question se pose alors : est-ce que ce cycle pourrait également expliquer les deux longs cycles de la biodiversité sur notre planète ? Considérons l’autre cycle, plus court mais plus prononcé, de 62 millions d’années. Si l’on fait un nouveau zoom arrière, en regardant cette fois-ci notre galaxie de profil, on constate que notre Système solaire « surfe » au-dessus et en dessous du plan équatorial de la Voie lactée, pendant qu’il tourne autour de son centre.
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- En regardant de profil le mouvement qu’il effectue par rapport à la Voie lactée, l’on constate que notre système solaire « surfe » d’abord au-dessus et puis en dessous du plan équatorial de la Voie lactée, pendant qu’il tourne autour de son centre.
Cette oscillation varie au fur et à mesure que l’on traverse les bras spiraux. En réalité, ces cycles se font sur des périodes d’environ 60 millions d’années ! Si l’on prend en compte la probabilité pour que la densité de rayonnement cosmique varie d’un plan à l’autre de la galaxie, cette oscillation et les variations qu’elle engendre en termes de flux de rayons cosmiques pourraient expliquer le cycle de 62 millions d’années.
Au-delà de la biodiversité, ce cycle correspond également à d’autres changements cycliques sur la Terre, dont une composante des mesures (réalisées par la société pétrolière Exxon) des fluctuations du niveau des mers : la quantité de terre ferme affectée par les variations de niveau des mers, qui se reflètent dans le taux d’isotopes Strontium 87/86. Cela met en évidence une relation entre le glissement des plaques tectoniques et les cycles astronomiques. L’étude des variations des dépôts de roche volcanique montre que l’activité volcanique suit ce cycle d’environ 60 millions d’années.
Un cycle d’environ 140 millions d’années de variations de la biodiversité correspond donc au mouvement de notre Système solaire à travers les bras spiraux de notre Galaxie, c’est-à-dire aux variations de flux de rayonnement cosmique ; tout cela étant mis en évidence par les données en isotopes et en températures sur la terre.
Ensuite, un cycle d’environ 60 millions d’années de variations de la biodiversité, correspondant au mouvement de notre Système solaire au-dessus et en dessous du plan de la Galaxie, en supposant que nous soyons davantage exposés aux rayonnements cosmiques d’un côté du disque galactique par rapport à l’autre. Ce cycle correspond également aux cycles géologiques d’activité volcanique et de variation du niveau des mers.
Cette corrélation manifeste entre les cycles galactiques et les degrés de biodiversité du vivant sur terre laisse supposer l’existence surprenante d’un lien entre les processus astrophysiques et ceux que nous pouvons observer au sein de notre biosphère : une résonance entre les cycles astronomiques et la vie sur Terre. Il est toutefois important de préciser que nous n’en connaissons pas encore les causes.
Toutefois, si l’on prend du recul en considérant le développement de notre cosmos sur de longues périodes (des centaines de millions d’années), il devient évident que ces « forces faibles » – comme les rayonnements cosmiques –, que la plupart des scientifiques négligent, se révèlent alors plus importantes et plus puissantes par rapport aux forces se présentant immédiatement à nos yeux. Comme nous venons de le montrer, il semblerait que ces rayonnements cosmiques soient liés aux puissants processus de l’évolution, non seulement des espèces vivantes considérées individuellement, mais également de la biosphère dans son ensemble.
La vie elle-même, lorsqu’on la considère sur une échelle de millions d’années, fait également partie de ces puissantes forces « faibles ». L’étude de l’interaction entre la vie et les rayonnements cosmiques, deux « forces faibles », pourrait nous ouvrir de nouvelles pistes de réponse. Bien que nous ne connaissions pas encore la cause exacte de l’augmentation de la biodiversité, laquelle permet à notre biosphère d’atteindre des ordres supérieurs d’organisation et d’accroître l’efficacité des processus vivants, nous savons que la vie est très sensible à différentes formes de radiations. Contrairement à la conception réductrice n’attribuant que des effets destructeurs à toute forme de rayonnement, des preuves irréfutables démontrent que certaines fréquences de rayonnement, à un certain degré d’exposition, sont indispensables aux processus vivants. Une fois de plus, ce sont bien ces « forces faibles » qui, jusqu’à maintenant, sont généralement restées « hors de l’écran radar » de la plupart des chercheurs.
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Commençons par le cycle d’environ 62 millions d’années, découvert à partir de prélèvements fossiles de biodiversité marine rassemblés au cours des années 1980 par les chercheurs John Sepkowski et David Raup pour la période s’étalant sur 542millions d’années et dénommée Phanérozoïque.
Un groupe de scientifiques dirigé par Richard Muller découvrit en 2005, à partir de ces données, que les changements dans la biodiversité mesurée en nombre de genres distincts de créatures augmentait et diminuait suivant un cycle de 62 millions d’années, sans qu’aucune cause ni corrélation avec d’autres processus sur terre n’aient été déterminées.
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Les astrophysiciens Mellot et Medvedev de l’université du Kansas émirent alors l’hypothèse que ce cycle pouvait correspondre au cycle théorique, de 60 millions d’années environ, du déplacement de notre système solaire au-dessus et en dessous du plan galactique le long de son orbite autour de la Voie lactée.
Cependant, ce nouveau cycle théorique ne nous offre de moments singuliers qu’à des intervalles de trente millions d’années, soit entre deux points d’éloignement maximal du système solaire par rapport au plan galactique, au nord comme au sud, ou encore au point de rencontre avec ce même plan...
Pourquoi alors un cycle de 62 millions d’années et non de 30 ? Ce que Mellot et son équipe proposèrent alors, c’est de connecter ce cycle de biodiversité de 62 millions d’années aux positions de notre système solaire uniquement dans la face nord de notre galaxie. L’idée étant que notre galaxie semble se déplacer du sud au nord à la vitesse de 200 km/sec, en direction d’un plus grand amas d’étoiles situé, de notre point de vue terrestre, dans la constellation de la Vierge. Il se formerait ainsi, sur cette face nord, une onde de choc plus dense en radiations cosmiques et électromagnétiques, que notre système solaire rencontrerait environ toutes les 60 millions d’années.
Ce modèle n’est pas la seule hypothèse du genre. Reprenant cette idée que l’intensification des rayonnements cosmiques changerait en fonction des cycles galactiques, le scientifique Nir Shaviv et ses collaborateurs explorèrent les données géologiques terrestres pour déterminer le cycle d’exposition de la Terre aux rayonnements cosmiques. Ils corrélèrent l’accroissement du taux d’isotope de potassium 41 mesuré dans les météorites de fer-nickel trouvées sur terre, avec l’accroissement de radiations cosmiques soupçonnées d’apparaître, d’après leurs calculs, chaque fois que le système solaire traverse un des bras spiraux de la Voie lactée, tous les 143 millions d’années environ.
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Les bras de la galaxie, où sont présents des amas d’étoiles au sein desquels les explosions et les supernovae sont bien plus fréquentes, seraient alors le siège de radiations cosmiques plus intenses et énergétiques.
Cependant, quelque chose de bien plus sinistre se cache derrière ces 62 millions d’années de variation de la biodiversité, alors que notre système solaire oscille autour du plan de la galaxie : une corrélation évidente entre le cycle galactique et les périodes de grandes extinctions sur terre.
Les cinq grandes extinctions connues dans le passé se sont toutes produites lors de périodes correspondant généralement aux cycles de 62 millions d’années, et avec un système solaire allant dans la même direction par rapport au plan galactique. En outre, quatre de ces cinq extinctions massives concordent avec les périodes de rayonnement cosmique accru, coïncidant avec les 143 millions d’années du mouvement du système solaire à l’intérieur des bras spiraux galactiques. Il y a donc une correspondance inquiétante entre les mouvements de notre système solaire dans la galaxie et les périodes de grandes extinctions de masse... ce qui devrait nous amener à la question cruciale : à quel moment du cycle galactique se situe actuellement notre système solaire ?
A l’heure actuelle, on estime que notre système solaire se situe dans la face nord à trente années-lumière au-dessus du plan galactique, précisément dans ce lieu de l’espace-temps correspondant à ces périodes d’extinctions massives intervenues dans le passé.
Les cinq grandes extinctions
Afin de nous rafraîchir la mémoire et poser les bases de notre étude sur les radiations cosmiques, regardons de plus près ces périodes les plus dramatiques de l’histoire du vivant que sont les cinq grandes extinctions de masse :
- La plus récente, intervenue il y a 65 millions d’années, vit disparaître près de 50 % des genres distincts de créatures sur la planète. On la connaît sous le nom d’extinction K-T, car elle se situe dans la période de transition Crétacé-Tertiaire, et demeure célèbre pour avoir vu la disparition des dinosaures.
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La meilleure analyse sur les causes de cette extinction suggère la combinaison de deux facteurs : le premier serait l’impact d’un astéroïde colossal dont le cratère formerait actuellement la partie supérieure de la péninsule du Yucatán au Mexique. Le second facteur proviendrait des mouvements tectoniques de grande ampleur associés à la dérive des plaques continentales, correspondant à des périodes d’éruption massive dans les trapps (vastes plateaux continentaux constitués d’épais dépôts de roches basaltiques) du Deccan, une région volcanique à l’ouest de l’Inde. Ceci aurait alors conduit au rejet dans l’atmosphère d’une quantité gigantesque de gaz toxiques. - L’extinction suivante, qui élimina 48 % des espèces à la fin du Trias, il y a 200 millions d’années, aurait été provoquée par l’éruption magmatique de la région atlantique centrale, une éruption superficielle due à la rupture de la Pangée, recouvrant de lave près de 11 millions de km2 de territoire et dispersant dans l’atmosphère divers gaz qui modifièrent le climat.
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- Il y a 250 millions d’années, à la fin du Permien, la plus radicale de toutes les extinctions élimina près de 83 % des genres (niveau de classification du vivant situé au-dessus des espèces), 96 % dans les mers et 70 % des genres vertébrés sur terre. Cette annihilation massive de la vie est associée aux gigantesques éruptions volcaniques dans les trapps de Sibérie, ainsi qu’aux fortes perturbations géologiques dues à la formation de la Pangée.
- Plus loin, il y a 370 millions d’années, l’extinction de la fin de l’ère dévonienne vit la disparition de 50 % des genres et 70 % des espèces, causée par un brutal refroidissement sur l’ensemble du globe.
- Enfin, durant la plus ancienne des cinq grandes extinctions, à la fin de l’Ordovicien il y a 445 millions d’années, 57 % de tous les genres disparurent suite à une intense activité tectonique, accompagnée de variations très importantes du niveau des océans.
Ainsi, l’activité volcanique, le mouvement tectonique des plaques, la dérive des continents, les refroidissements climatiques, les ères glaciaires ou encore les impacts d’astéroïdes sont souvent considérés comme des facteurs directement responsables des grandes extinctions, mais sans chercher aucune relation causale commune, et encore moins un rapport avec les processus galactiques, notamment les rayonnements cosmiques.
Ceci est du moins le cas pour la recherche présentée au public. En dehors des sentiers battus, des efforts de recherches fondamentale ont lieu, permettant de lier ces divers facteurs géologiques avec les cycles galactiques et les diverses formes de radiation cosmique.
Examen de quelques travaux révélateurs
En tentant de mettre au point des systèmes de détection et de prévention des tremblements de terre, Saumitra Mukherjee, le directeur du Département d’application d’instruments de mesure géologique de l’Ecole des sciences environnementales à l’université Nehru de New Delhi, en Inde, se rendit compte qu’il existait justement une corrélation entre les séismes et les variations dans le flux de rayonnements cosmiques ainsi que dans le champ magnétique terrestre.
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- A droite, la magnétosphère comme bouclier de protection contre le vent solaire
Il observa, premièrement, que les variations de l’activité solaire, qui se manifeste par des éjections coronaires massives de plasma, peuvent déclencher des changements dans l’environnement électromagnétique terrestre, provoquant à la fois des phénomènes sismiques, des variations brutales de température et des chutes de neige ; deuxièmement, que ces changements dans l’environnement électromagnétique terrestre semblent coïncider avec les explosions stellaires intergalactiques et galactiques.
Ces explosions provoqueraient des changements dans le flux de radiation cosmique atteignant la Terre, pouvant déclencher une activité sismique plus intense et à d’importants changements climatiques.
Ces travaux recoupent ceux de l’astrophysicien danois Henrik Svensmark qui, sur la base de ses propres recherches et celles d’autres scientifiques tels l’astronome Nir Shaviv, développa une théorie reliant l’augmentation du flux de rayonnement cosmique à des périodes de refroidissement terrestre global.
Celle-ci montre l’existence d’une corrélation entre l’augmentation du flux de radiation cosmique et le mouvement de notre système solaire à travers les bras spiraux de la galaxie.
Dans ces bras spiraux, les radiations cosmiques s’intensifieraient ainsi du fait des explosions d’étoiles et de supernovae, dont l’origine proviendrait soit de l’interaction de notre galaxie avec d’autres structures extragalactiques avoisinantes, tel le grand nuage de Magellan (une galaxie naine satellite de la nôtre), soit de la ceinture de Gould elle-même, une région constituant le bras local de notre galaxie que traverse actuellement notre système solaire et particulièrement dense en formation d’étoiles.
De même, dans son article intitulé Tremblements de terre de grande ampleur, Novae et environnement de rayonnements cosmiques, Yu Zhen-Dong, de l’Institut de recherche sur la protection environnementale de Wuhan (Chine), montre, sur la base de données collectées depuis les années 30, que certaines périodes d’accroissement de l’activité sismique – identifiées lorsqu’on enregistre plus de dix séismes de magnitude 7 au minimum sur une période de deux mois – correspondrait à l’observation de rayonnements provenant d’explosions stellaires ou novae.
Dans un récent article, il établit une correspondance entre le séisme de magnitude 8 enregistré en 2005 dans la ville chinoise de Wenchuan et la hausse brutale, au niveau du sol, de l’intensité des rayonnements cosmiques juste avant le séisme. Il constate enfin le même genre de correspondance pour huit autres séismes majeurs en Chine durant ces cent dernières années.
Dans le même registre, un groupe de scientifiques japonais a publié un article intitulé Des éruptions volcaniques violentes déclenchées par les rayonnements cosmiques, établissant une corrélation entre les violentes éruptions volcaniques au Japon ces trois cents dernières années, et des périodes d’intense exposition aux rayonnements cosmiques, elles-mêmes liées aux variations d’activité solaire. Selon ces chercheurs, les pics de rayonnements sur terre correspondraient à des périodes d’activité minimale du soleil, du fait que lorsqu’il est plus calme, le soleil ne fait plus office de bouclier pour la Terre et laisse ainsi passer les rayonnements cosmiques dans l’environnement terrestre.
Cela expliquerait alors la recrudescence d’activité volcanique, du fait que ces rayonnements cosmiques induiraient une nucléation dans le magma riche en silicium et déclencheraient alors les éruptions. Une hypothèse qui, du point de vue des relations entre les rayonnements cosmiques, les variations d’activité dans l’environnement Terre-Soleil et les changements climatiques globaux, concorde avec celle du scientifique Svensmark, mentionnée plus haut.
Mais il y a bien plus sur cette relation entre les radiations cosmiques, l’activité volcanique et les montées massives de magma dans les océans et sur les continents. Au Canada, un groupe de chercheurs a réalisé de nombreuses analyses sur les grandes roches volcaniques de Providence, de vastes étendues similaires aux trapps du Deccan et de Sibérie mentionnés plus haut, provenant du refroidissement d’une grande quantité de magma il y a 3,5 milliards d’années.
Ils mirent en évidence différents cycles de plusieurs millions d’années, notamment un, d’environ 170 millions d’années, s’étalant sur les 1,6 milliard d’années passées, ainsi qu’une constellation d’autres cycles distincts d’environ 60 millions d’années, éparpillés sur une période de 3,5 milliards d’années.
Ces cycles devraient bien entendu attirer notre attention sur ceux de 62 et 143 millions d’années associés au mouvement de notre système solaire dans la galaxie. Afin d’accréditer la thèse d’une relation entre les cycles galactiques et les processus associés aux transformations de la croûte terrestre, précisons que ce groupe d’astrophysiciens dirigé par Mellot, à l’origine du modèle mettant en parallèle les changements dans la biodiversité avec le déplacement du système solaire autour du plan galactique, a mis en évidence l’existence d’un cycle de presque 62 millions d’années, lié à l’augmentation, sur terre, d’isotopes de strontium associés à l’expansion du fond océanique, ainsi qu’à l’activité et au soulèvement des plaques tectoniques.
Il observa aussi que lorsque la proportion d’isotopes de strontium 87 augmente par rapport au strontium 86, la biodiversité tend à diminuer proportionnellement. Selon cette hypothèse, l’augmentation du flux de rayonnements cosmiques serait également liée à l’expansion magmatique des fonds océaniques et au soulèvement des plaques tectoniques.
Il en ressort que tous ces processus auxquels on attribue l’origine des extinctions sur la planète, allant de la tectonique des plaques et de la dérive des continents, aux volcans et autres éruptions de magma ou coulées de laves, ainsi qu’aux ères glaciaires, semblent liés aux cycles du mouvement de notre système solaire dans la galaxie, et particulièrement les cycles de 62 et 143 millions d’années, le dénominateur commun demeurant les rayonnements cosmiques. Mais rien n’est encore vraiment clair sur le véritable rôle à attribuer à chacun de ces facteurs.
Où se trouve notre Système solaire ?
Tout an gardant en tête ce qui vient d’être discuté, voyons où se situe notre système solaire par rapport à ces cycles galactiques. Nous nous trouvons actuellement dans la zone qui, par rapport au cycle de variation de la biodiversité et d’oscillation autour du plan galactique décrit auparavant, correspond à la période des cinq grandes extinctions. Un calcul plus précis nous positionne à environ trente années-lumière du plan galactique, sur la face nord de la galaxie, indiquant que nous avons traversé le plan galactique il y a environ trois millions d’années.
Nous nous dirigeons vers la face nord de la galaxie, considérée théoriquement comme le siège d’intenses flux de rayonnements cosmiques, dûs à l’onde de choc de rayonnement provoquée par le mouvement de la galaxie vers le nuage extragalactique de la Vierge. Or, les cinq extinctions sont toutes intervenues dans une phase cyclique de la biodiversité correspondant en théorie au mouvement du système solaire vers la face nord de notre galaxie. Mais aussi, concernant les bras spiraux, nous sommes restés ces quelques derniers millions d’années dans ce que nous appelons le bras d’Orion, une excroissance du bras spiral Sagittaire-Carène.
Il est important de noter ici que suivant les études de Svensmark, la densité d’étoiles est 80 % plus forte à l’intérieur des bras spiraux qu’à l’extérieur, et que l’intensité du rayonnement cosmique sur terre est dix fois plus influencée par notre passage dans ces bras spiraux que par les variations de l’activité solaire et de ses effets plus ou moins protecteurs pour notre planète.
Trois processus d’action séparés mais reliés
Avons-nous là le fin mot de l’histoire ? Se pourrait-il réellement que la Terre et la vie qui y règne soient laissées à la merci de ces forces galactiques et de leur bombardement destructeur, en espérant, pour garder un semblant de continuité, que quelques espèces survivent après chaque grande extinction ?
Afin de dépasser une simple interprétation cyclique de l’histoire de notre planète, il nous faut considérer ces cycles comme de simples projections des processus intervenant au sein d’un univers où coexistent des espaces de phase séparés mais interagissant entre eux à plusieurs degrés. Il s’agit : 1) de la créativité humaine, consciente et volontaire, caractérisée par la noosphère ; 2) le vivant, correspondant pour l’instant à notre seule biosphère, et 3) le non-vivant, la matière morte constituant l’essentiel de la masse de l’univers. Chaque domaine possède ses propres caractéristiques spatio-temporelles, mais tous les trois sont subsumés par un principe de créativité ou d’anti-entropie universelle.
Les différentes caractéristiques spatio-temporelles de ces domaines se révèlent lorsque, par exemple, une mesure ou une analyse qui s’avère cyclique et périodique d’un certain point de vue, cache en réalité un processus de développement et de croissance, comme nous l’observons avec la courbe de variation de la biodiversité qui, bien qu’elle ait une périodicité reliée théoriquement aux mouvements périodiques dans la galaxie, exprime pourtant clairement une fonction de croissance subsumant l’ensemble du processus (voir première figure).
Cependant, on pourrait être tentés d’interpréter cette courbe de la biodiversité comme une simple combinaison de ces deux processus d’extinctions périodiques et de croissance continue, qui sont pourtant indépendants l’un de l’autre, alors que l’histoire de l’ensemble de la biosphère s’avère en réalité un processus global de développement non linéaire, évoluant par sauts discontinus, vers des niveaux d’organisation du vivant plus complexes.
Ces sauts évolutifs vers des états d’organisation supérieurs coïncident avec les périodes de grandes extinctions. En d’autres termes, ces périodes d’extinctions de masse dans le cycle galactique sont en même temps l’occasion d’une explosion soudaine dans l’accroissement des capacités de développement et d’action de la vie sur la planète, chaque phase de développement posant alors les fondements et la plateforme pour un phase ultérieure plus complexe de la "biosphère".
Par exemple, c’est au début de la phase d’extinction, à la fin de l’Ordovicien, que l’on a pu voir la première migration de plantes depuis l’océan vers la terre ferme, ce qui révolutionna la biosphère dans son ensemble en générant un environnement électromagnétique totalement nouveau.
Car la présence de plantes sur terre favorisa la formation de nuages, qui changèrent le climat en permettant la retenue d’eau et la formation de précipitations sur les continents, et créèrent les conditions d’existence du circuit électrique terrestre global, oscillant dans la gamme de résonance de 10-30 Hz de Schumann, essentiel dans la régulation des fonctions cérébrales par exemple.
C’est durant la période d’extinction suivante, à la fin du Dévonien, qu’apparurent les amphibiens, puis les reptiles, représentant la première colonisation du continent terrestre par des créatures vertébrées.
Cela signifiait que la biosphère en elle-même avait la capacité de transporter sur la surface de la croûte terrestre des quantités de matière biogénique plus importantes et en plus forte concentration.
On retrouve le rôle de ces créatures dans la dissémination des graines et des bactéries par leur consommation et leurs sécrétions, accroissant globalement le taux d’expansion de la biosphère.
Dans les deux cas mentionnés ci-dessus, le mouvement des plantes, puis des animaux, nécessita le développement de structures plus complexes, telles que les poumons, la peau, et des systèmes vasculaires plus complexes, capables de maintenir l’hydratation interne, de même que le développement de meilleures capacités de nutrition, de captation et de stockage d’énergie, étant donné l’environnement plus exigeant sur terre par rapport à celui plus calme et passif des mers et des océans.
Une grande partie de ces nouvelles capacités furent mises en œuvre par une sorte de relation symbiotique, une forme de coopération entre différentes espèces et même, plus globalement, entre règne animal et végétal, représentant l’évolution de la vie vers des niveaux de complexité et de spécialisation de plus en plus élevés.
La relation entre le règne fongique et le végétal, dont la survie dépend de leurs échanges réciproques de nutriments, en est un exemple.
D’autres révolutions vers des états de niveau qualitativement supérieur dans la dynamique de la vie apparurent au cours des grandes extinctions suivantes, créant des plateformes d’évolutions successives et posant les fondations pour l’une des plus importantes percées dans l’histoire du vivant, celle qui, suite à l’extinction des dinosaures, vit la rapide colonisation de la planète par les créatures plus complexes et diversifiées que sont les mammifères.
Grâce à leur métabolisme élevé (près de dix fois celui des dinosaures) et à leur système de régulation interne de température, les mammifères ont pu évoluer et se développer sous les climats les plus extrêmes et variés. En témoigne le fait que l’on en retrouve aujourd’hui une grande variété du pôle Nord jusqu’à l’équateur.
Mais pour cela, les mammifères ont eu besoin d’une source de nourriture plus dense en énergie, que l’on trouve dans l’apparition de nouvelles herbes et de plantes portant des fruits énergétiquement plus riches, les angiospermes, qui ont fini par s’étendre sur toute la planète et prendre la place des plantes moins développées et plus primitives qu’étaient les gymnospermes.
Rayonnement cosmique et organismes vivants
Nombreux sont les exemples montrant que les êtres vivants réagissent aux radiations. Le plus évident est le processus de la photosynthèse par lequel les plantes convertissent la lumière du soleil en hydrocarbures, permettant le développement des processus métaboliques sur terre. Mais de nouveaux éclaircissements ont été apportés sur des formes de radiation plus faibles, certes, en quantité mais ayant indéniablement des effets qualitatifs sur la vie.
On observe chez la plupart des organismes vivants des cycles annuels, lunaires ou diurnes, apparemment causés par le Soleil et la Lune, à travers des comportements tels que le sommeil, l’alimentation et la reproduction, aussi bien pour les plantes que pour les animaux ou les hommes. Mais quels effets ont les radiations cosmiques à haute intensité énergétique ? Dans les années 1950, le biologiste Frank Brown étudia les cycles métaboliques des plantes et des animaux, et trouva des signes d’une influence possible de forces telles que les rayonnements cosmiques sur les rythmes biologiques journaliers des plantes et des animaux.
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Une étonnante corrélation avec des radiations cosmiques élémentaires a été mise en lumière par une étude réalisée sur les cycles métaboliques des huîtres du Connecticut, dont la coquille s’ouvre et se ferme au rythme des marées. Frank Brown et ses collaborateurs en ont prélevé quelques-unes, dans le port de New Haven, pour les emporter jusque dans une chambre noire pour photographie dans l’Illinois, où elles ont été mises dans des récipients contenant de l’eau de mer. Bien qu’étant gardées dans un environnement protégé de la lumière du jour, sans contact direct avec le soleil, ces huîtres ne tardèrent pas à répondre à leur nouvel environnement. Petit à petit, elles ont réadapté le rythme d’ouverture de leur coquille, passant en deux semaines du cycle des marées hautes de New Haven à celui de l’Illinois. Il apparut ainsi que ces animaux ne font pas que réagir aux marées, ou aux repères directs que constituent le Soleil et la Lune. Que peut-on donc en conclure concernant leurs cycles ?
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Par la suite, Brown réalisa d’autres expériences afin de pousser plus loin les recherches. Au cours de deux étés successifs, il fit pousser des pommes de terre dans un laboratoire, en régulant la lumière, la pression atmosphérique et la température ; il a pu étudier leur métabolisme, en mesurant le niveau de leur consommation d’oxygène. Toutefois, les variations métaboliques de la pomme de terre se sont avérées compliquées, que ce soit au cours de la journée, ou même d’un jour à l’autre. Perplexes, Brown et son équipe ne parvenaient pas à trouver des variations dans l’environnement du laboratoire permettant d’expliquer cela. C’est seulement en prenant en compte l’environnement extérieur qu’ils ont pu remarquer que la pression barométrique coïncidait avec les variations sporadiques du taux métabolique de la plante.
Suite à ces expérimentations, Brown a pu obtenir des données sur la quantité de rayonnement cosmique à laquelle la terre avait été exposée au cours de ces deux étés. Constatant une correspondance entre ces données et les variations du taux de métabolisme des pommes de terre, Brown émit l’hypothèse que les radiations cosmiques, dont le flux traverse les murs du laboratoire, pouvaient influer sur ces organismes.
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Les crabes uca (fiddler crab) agissent eux aussi en fonction du rayonnement cosmique, mais de façon inverse. Quand le rayonnement cosmique est moindre, leur activité augmente.
Si des formes de rayonnements invisibles peuvent réguler les cycles métaboliques d’un organisme, se pourrait-il qu’il en existe d’autres qui agissent sur les processus vivants ?
Rayonnement cosmique et mitose
Alexandre Gurwitch, le spécialiste russe en biologie moléculaire, démontra que durant le stade de développement de l’organisme vivant, la mitose dans la cellule peut être induite par l’interaction avec d’autres cellules également en phase active de mitose. Il découvrit que ceci provient d’un rayonnement émis d’une cellule à l’autre, dont la longueur d’onde est celle de l’ultraviolet et il nomma ce phénomène le rayonnement mitogénétique (Rayons-M). (…). Il réalisa ses expériences en émettant l’hypothèse qu’il existe un champ morphogénétique, analogue aux champs que l’on rencontre habituellement en physique, mais différent de tous ceux connus jusqu’à présent. Il lança l’idée que l’étude de ce champ uniquement biologique élargirait notre compréhension des champs en général.
Les Rayons-M de Gurwitch ont des longueurs d’ondes très spécifiques. Mais en dehors de cette gamme, il est évident que d’autres catégories de rayonnements cosmiques exercent une certaine influence dans le comportement des organismes, au niveau des rythmes circadiens par exemple. Les expériences de Frank Brown à ce sujet (…) ont permis de constater que tous types de phénomènes énergétiques, les champs électriques et magnétiques, les rayons cosmiques, et les rayonnements aux extrêmes du spectre électromagnétique (tels que les rayons gamma) ont une influence sur ces rythmes biologiques. Par ailleurs, on peut aussi constater les effets des cycles lunaires, annuels et même cosmiques sur le comportement biologique des cycles de reproduction.
A propos d’un mode d’action directe des rayonnements, Vladimir Voeikov décrit des travaux d’A. A. Kozlov montrant que les rayonnements ionisant peuvent être nécessaires pour la division cellulaire. Les Rayons-M de Gurwitch sont dans la gamme des ultraviolets, entre 3 et 100eV. Kozlov remarque que si une particule bêta excède les 263000eV dans l’eau, elle produira des rayonnements dit de Cerenkov de l’ordre de 4 à 5eV – se situant ainsi la partie basse de la gamme des Rayons-M pouvant mener à la mitose des cellules. Par conséquent, si un rayon gamma pouvait entrer dans la cellule et engendrer la désintégration de type bêta d’un des atomes à l’intérieur, ceci pourrait générer l’émission de Rayons-M, et enclencher un processus de mitose. L’expérience n’a jamais été réalisée...
Maîtriser les forces de l'évolution
En 1923, le scientifique russe Alexander Gurvitch (1874-1954) remarqua que bien que les organismes vivants, au stade final de leur développement, soient très élaborés, la formation et la division des cellules composant l’organisme en pleine croissance semble se dérouler de manière aléatoire et désordonnée. Il choisit alors de faire un test sur l’oignon, dont la croissance se fait de manière symétrique, avec un taux de division cellulaire similaire de part et d’autre ; il voulait ainsi détecter la présence éventuelle d’une source invisible de radiation qui proviendrait de l’extrémité de la racine et régulerait la division des cellules.
Il disposa deux oignons de sorte que la racine de l’un soit pointée perpendiculairement sur celle de l’autre. Après avoir laissé à la mitose le temps de se développer, Gurvitch compara le taux de division cellulaire des deux racines. Dans la racine « visée », il observa une croissance cellulaire de 20% supérieure à celle de l’autre. Cela permit d’établir que la racine de l’oignon émettait une forme de radiation qui stimulait la division cellulaire de la racine de l’autre ; Gurvitch la qualifia de rayonnement mitogénétique. Mais des recherches plus poussées étaient nécessaires pour mieux cerner la nature de ces radiations. En plaçant une lame de verre entre les deux tiges, la division cellulaire revenait à des taux normaux, montrant que l’effet mitogène avait disparu. En remplaçant cette vitre par une lame de quartz, l’effet mitogène réapparaissait.
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Pour son expérience, Gurvitsch disposa deux oignons
perpendiculairement, les deux racines pointant l’une vers l’autre. Après un certain temps, il compara le taux de division cellulaire des deux racines et observa une croissance supérieure de 20 % dans la tige « visée » établissant qu’une forme de radiation était émise par la racine de l’oignon : un rayonnement mitogénétique.
Puisque les rayonnements mitogénétiques ne traversent pas le verre mais passent facilement à travers le quartz, Gurvitch en conclut que ces rayonnements sont émis dans le spectre ultraviolet qui, lui, n’est pas en mesure de traverser la lame de verre mais traverse le quartz.
Il ne s’agit que de quelques exemples dans un vaste domaine de recherches à défricher. Il est absolument nécessaire de pousser plus loin ces recherches, qui soulèvent des questions fondamentales à propos du rôle joué par les rayonnements dans les processus vivants. Gurvitch a démontré ainsi qu’une infime quantité d’énergie ultraviolette participe à la formation d’organismes vivants.
La puissance de ces forces apparemment faibles nous révèle l’existence d’une réalité invisible capable de rendre possible la vie sur Terre. Il y a encore beaucoup de choses que nous ignorons concernant l’influence des rayonnements sur la vie, notamment la nature exacte des rayonnements cosmiques, et ce qui fait que cela affecte le développement de la vie. Les virus réagissent également aux rayonnements : des expériences en laboratoire ont montré que leur activité dépendait directement de la présence de rayons ultraviolets.
La remise en cause de la thèse du réchauffement climatique d'origine humaine : "humain trop humain"
Le 27 février 2007, le Centre spatial national danois a publié un communiqué de presse sur les travaux de Henrik Svensmark et de son équipe (dont nous parlions plus haut), qui sont eux-mêmes peu convaincus de la thèse selon laquelle les émissions de CO2 seraient la cause principale du changement climatique. Ce n’est pas la première fois que M. Svensmark et le directeur du Centre, Eigil Friis-Christensen, défient les environnementalistes. Selon leur communiqué, « les résultats remarquables des travaux effectués au Centre national spatial du Danemark sur le rayonnement cosmique et le climat sont résumés dans un article rédigé ce mois-ci pour la Société royale d’astronomie de Londres.
« Henrik Svensmark, qui dirige les travaux sur le climat solaire au Centre (...) résume les résultats obtenus par lui-même et ses collègues, résultats publiés dans une dizaine de communications scientifiques, qui expliquent comment le climat est régi par des particules atomiques en provenance d’étoiles éclatées. Ce rayonnement cosmique contribue à créer les nuages ordinaires. » Le communiqué affirme que lorsque le niveau de rayonnement cosmique et de nébulosité est élevé, la température de la terre se rafraîchit tandis que les périodes de temps plus tempérées sont le résultat d’une diminution du rayonnement cosmique et de la couverture nuageuse.
L’article, intitulé « Cosmoclimatology : A New Theory Emerges » est publié dans le numéro de février de Astronomy & Geophysic.
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