Ce livre retrace l'histoire de la Terre sur 4,5 milliards d'années et sur les 5 milliards d'années à venir.
Hazen, auteur à succès et chercheur principal à la Carnegie Institution for Geophysics, met à profit l'imagination d'un astrobiologiste, la perspective d'un historien et la passion d'un naturaliste pour décrire avec vivacité et méticulosité les innombrables itérations de notre planète, et comment les changements au niveau atomique se traduisent par des bouleversements spectaculaires dans la structure de la Terre.
Et nous disons que nous serons bientôt la Terre.
Connaître la Terre, c'est connaître une partie de soi-même, et de plus, la Terre change à un rythme presque sans précédent dans sa longue histoire.
Dans les rares cas du passé, la vie s'est acquise au prix d'un sacrifice énorme.

L'auteur affirme que dans 5 milliards d'années, la fin de la Terre surviendra lorsque le soleil aura brûlé tout son hydrogène et brûlera de l'hélium.
Bien sûr, que l'humanité disparaisse ou non, la Terre évoluera.
Le problème réside tout simplement dans nos choix humains.
L'auteur déclare :
Il serait insensé de ne pas s'inquiéter des changements instables qui affectent la Terre aujourd'hui.
Et nous serions insensés de nous contenter de contempler l'état actuel de la Terre sans exploiter pleinement ce qu'elle a à nous révéler sur son passé remarquable et riche, son présent imprévisible et dynamique, et sur nous-mêmes et notre place dans l'avenir.

La situation était complètement différente il y a 4,5 milliards d'années.
La lune n'était qu'à 24 000 kilomètres de distance, donc tout tournait à une vitesse folle, comme une patineuse artistique qui ramène ses bras contre son corps pour accélérer sa rotation.
Tout d'abord, la Terre effectue une rotation complète en cinq heures.
Il a fallu à la Terre une année complète (environ 8 766 heures) pour faire le tour du Soleil, et ce temps n'a pas beaucoup changé au cours de l'histoire du système solaire.
Mais les journées courtes duraient plus de 1 750 jours par an, et le soleil se levait une fois toutes les cinq heures (!).
(…) Non seulement la Terre avait une journée de cinq heures, mais sa lune voisine tournait aussi beaucoup, beaucoup plus vite sur son orbite rapprochée.
Il n'a fallu que 84 heures à la Lune — soit trois jours et demi en temps moderne — pour faire le tour de la Terre. (pp. 62-63)
En revanche, des données récentes suggèrent que l'océan primitif, chaud, était brièvement beaucoup plus salé qu'il ne l'est aujourd'hui.
Le chlorure de sodium, le sel que l'on trouve couramment sur les tables, se dissout immédiatement dans l'eau chaude.
Aujourd'hui, environ la moitié du sel terrestre est emprisonnée dans des gisements d'évaporites associés à des dômes de sel enclavés ou à des lacs salés asséchés.
La plus grande partie de ce sel est isolée en épaisses couches profondément enfouies dans la Terre, mais pendant les 500 premiers millions d'années de l'existence de la Terre, il n'y avait pas de continents pour ancrer le sel.
Par conséquent, la salinité des premiers océans aurait été deux fois supérieure à celle du monde moderne.
De plus, d'autres éléments dissous dans l'eau de mer chaude (principalement le fer, le magnésium et le calcium, qui sont les principaux composants du basalte) auraient été présents en concentrations plus élevées. (p. 117)

Les planètes rocheuses intérieures (Mercure, Vénus, la Terre et Mars) se sont formées lorsque le vent solaire, aux pulsations féroces, a séparé l'hydrogène et l'hélium des six éléments plus lourds, balayant les éléments gazeux plus légers et les envoyant dans le royaume des planètes géantes extérieures (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune).
Sur Terre, le fer en fusion dense a coulé vers le centre, séparant le noyau métallique du manteau riche en péridotite.
La fusion partielle de la péridotite a donné naissance au basalte, une roche riche en silicium, calcium et aluminium qui s'est séparée de la péridotite pour former la première croûte terrestre mince et noire.
Lorsque le basalte a jailli de manière explosive et s'est déversé à la surface, l'eau et d'autres substances volatiles se sont séparées du magma basaltique, formant ainsi les premiers océans et la première atmosphère.
Chaque étape, provoquée par la chaleur, a séparé ou concentré les éléments, et chaque étape a eu pour conséquence de rendre la planète de plus en plus stratifiée et différenciée. (p. 123)

La tectonique des plaques n'a pas seulement produit des chaînes d'îles à partir de granite, mais les a également assemblées en continents.
La clé réside dans un fait simple : le granite ne peut pas être subduit.
Le basalte dense s'enfonce facilement dans le manteau, mais le granite flottant sur le basalte est comme un bouchon de liège qui flotte, et une fois formé, il reste à la surface.
À mesure que la subduction produit davantage d'îles, la superficie totale de granite augmente de manière irréversible. (p. 146)

Imaginez une plaque océanique en subduction, parsemée d'îles de granit qui ne peuvent pas s'enfoncer.
Le basalte est subduit, mais pas les îles.
Comme les îles doivent rester à la surface, elles finissent par former une bande de terre juste au-dessus de la zone de subduction.
Pendant des dizaines de millions d'années, de plus en plus d'îles granitiques s'accumulent, formant une ceinture qui ne cesse de s'élargir, tandis que, simultanément, de grandes quantités de granite fraîchement fondu provenant de la plaque subductée remontent à la surface, augmentant l'épaisseur et la largeur du continent en expansion.
Les îles s'unissent pour former des protocontinents, et les protocontinents s'unissent pour former des continents.
C'est comparable à la façon dont les chondrites de notre système solaire s'agglomèrent pour former des planétésimaux, puis ces planétésimaux s'agglomèrent pour former des planètes. (p. 146)

Avant l'apparition de la vie, les réactions d'oxydoréduction se déroulaient à un rythme relativement tranquille.
Mais les premiers microbes ont appris à déplacer les électrons plus rapidement, et dans de nombreux endroits — côtes primitives, eaux de surface et sédiments des fonds océaniques — les cellules vivantes sont devenues les médiateurs de ces réactions.
Les communautés microbiennes se nourrissaient en accélérant les réactions des roches. (…) Au cours de ce processus, la vie a commencé à modifier très lentement l'environnement de la surface terrestre.
Les micro-organismes ont exploité l'énergie abondante, facilement disponible sous forme de fer réduit dissous dans les océans des périodes pléistocène et archéenne.
Le fer s'oxyde pour former de l'hématite rouge rouille.
Cette transformation chimique peut libérer suffisamment d'énergie pour faire vivre un écosystème entier.
Ainsi, les formations de fer rubanées archéennes que l'on trouve en Australie, en Amérique du Sud et dans d'autres régions anciennes pourraient représenter les vestiges d'un magnifique festin microbien qui a duré des dizaines de millions d'années.
Ainsi commença la remarquable coévolution de la géosphère et de la biosphère. (p. 176)

La fusion n'était que la plus visible d'une multitude de transformations minéralogiques profondes.
Nos récents travaux de modélisation chimique suggèrent que les événements d'oxygénation ont ouvert la voie à la formation de près de 3 000 minéraux.
Tous ces documents contenaient des minéraux jusqu'alors inconnus de notre système solaire.
Des centaines de nouveaux composés d'uranium, de nickel, de cuivre, de manganèse et de mercure ne sont apparus qu'après que la vie a appris à produire de l'oxygène.
Nombre des plus beaux spécimens de cristaux du musée — minéraux de cuivre bleu-vert, cristaux de cobalt violets, minerais d'uranium jaune-orange, etc. — témoignent avec force d'un monde vivant et vibrant.
Puisqu'il est peu probable que ces minéraux chauds se soient formés dans un environnement dépourvu d'oxygène, il semble probable que la vie soit directement ou indirectement responsable de la plupart des 4 500 minéraux connus sur Terre.
Étonnamment, certains de ces nouveaux minéraux ont offert à la vie en évolution de nouvelles niches écologiques et de nouvelles sources d'énergie chimique, permettant ainsi à la vie de continuer à coévoluer avec les roches et les minéraux. (p. 208)

Dans l'aventure de l'évolution de la Terre, les changements spectaculaires ont été une constante, même 200 millions d'années après que la Terre a célébré son 2,5 milliardième anniversaire.
Le soleil s'est formé par la coalescence de la nébuleuse solaire.
La poussière entourant le soleil a fondu et s'est transformée en chondres.
Les chondrules se sont agglomérées pour former des planétésimaux, qui sont ensuite devenus des planètes telluriques d'un diamètre de plusieurs milliers de kilomètres, dont la proto-Terre.
L’impact de Théia, la formation subséquente de la Lune, la solidification d’un océan de magma incandescent en une croûte de basalte noir criblée de milliers de volcans en éruption, et bientôt un océan chaud qui recouvrait presque entièrement la surface solide, ne laissant émerger que les sommets des plus hauts cônes volcaniques — tous ces événements spectaculaires se sont produits en l’espace de 500 millions d’années.
Même durant les deux milliards d'années moins tumultueuses qui se sont écoulées depuis que les océans uniques de la Terre se sont progressivement enflés, la surface de notre planète a été en perpétuel mouvement, avec l'émergence du granite à partir du basalte en fusion et la croissance de protocontinents sur les cellules de convection qui animent la tectonique des plaques.
C’est sur un monde aussi dynamique et variable que la vie a émergé, évolué et finalement appris à produire de l’oxygène.
Le changement constant était la marque distinctive de la Terre. (Page 215)

Il n'existe peut-être aucun événement dans l'histoire de la Terre qui illustre mieux une planète déséquilibrée que ce cycle boule de neige-effet de serre, d'une aberration exaspérante.
Le climat du Néoprotérozoïque a connu des changements spectaculaires, entraînant une augmentation sans précédent de l'oxygène atmosphérique, ce qui a ouvert la voie aux premières plantes et aux premiers animaux et à leur migration à travers les continents.
Parallèlement à ces innovations biologiques, la Terre en évolution a vu apparaître une multitude d'animaux nageant, creusant des terriers, rampant et volant, présentant des habitats et des habitudes de plus en plus extrêmes.
De plus, avec l'apparition d'une atmosphère hyper-oxygénée il y a 650 millions d'années, pour la première fois dans la longue histoire de la Terre, vous, voyageur temporel, pouviez respirer profondément dans des paysages anciens et inconnus sans subir une mort douloureuse.
Ils ont peut-être collecté du mucus vert comme maigre repas tout en évitant les doses mortelles de rayonnement ultraviolet. (p. 266)

Tout au long de l'histoire de la Terre, les transformations les plus spectaculaires ont dû attendre l'apparition des plantes terrestres.
Cette innovation est inscrite dans une graine microfossile unique et indomptable, enchâssée dans des roches vieilles de 475 millions d'années.
Les fossiles végétaux sont fragiles et se décomposent facilement, c'est pourquoi aucune roche de cette période n'a été trouvée, mais les premières vraies plantes ressemblaient probablement aux hépatiques modernes.
Cette hépatique rampante, dépourvue de racines, descend d'algues vertes qui ne pouvaient survivre que dans les basses terres humides.
Dans des sections de roches terrestres vieilles de 40 millions d'années à travers le monde, seules des graines persistantes subsistent comme unique preuve physique de l'existence de plantes terrestres.
L'évolution de ces pionniers robustes, à la robe vert herbe, semble avoir été constante mais lente. (p. 281)

L'augmentation de l'oxygène a eu des effets bénéfiques sur les animaux.
Plus d'oxygène signifiait plus d'énergie, donc le métabolisme des animaux augmentait.
Certains animaux grandissaient de plus en plus pour exploiter cette énergie supplémentaire.
Les résultats les plus spectaculaires furent ceux d'insectes géants, comme en témoigne une libellule monstrueuse dont l'envergure atteignait 60 centimètres.
L'augmentation de l'oxygène a également rendu l'atmosphère plus dense, facilitant ainsi le vol et le vol plané.
D'autres animaux ont également dû migrer vers des altitudes plus élevées où ils ne pouvaient pas survivre auparavant.
Même en haute altitude, l'air était plus dense, il serait donc possible de respirer maintenant.
La vie sur le supercontinent Pangée a prospéré pendant des dizaines de millions d'années.
Grâce à un climat doux et à des ressources abondantes, la vie a pu évoluer librement.
Mais il y a 250 millions d'années, la vie s'est effondrée lors de l'extinction la plus catastrophique de l'histoire de la Terre, de manière abrupte et mystérieuse. (p. 288)

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