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Demain sera chaud et long

Arnaud Boudou — Tue, 17 Jul 2007 21:27:00 +0200

Un commentaire de Francis relatif au billet sur l'évolution humaine m'a rappelé quelques souvenirs qu'il peut être intéressant de partager, concernant l'évolution inéluctable du climat et de la durée des jours.

17/07/07 : traduction de l'article original sur le futur climatique
29/01/07 : première publication du billet

Le climat et la vie sur Terre

Actuellement, il y a une augmentation de l'effet de serre dû à l'activité humaine. Que son résultat soit à terme catastrophique pour la vie sur la planète est assez discuté, entre les tenants de l'alarmisme et ceux prônant l'adaptabilité de la vie (après tout, elle a bien survécu à quelques catastrophes majeures, dont des impacts météoriques.)

Là, je vais plutôt m'intéresser à l'évolution du climat sur le très long terme, à savoir les quelques milliards d'années à venir. Les données viennent d'un rapport de Ken Caldeira et James Kasting, que j'ai traduit ci-dessous.

Dans deux milliards et demi d'années, longtemps après notre disparition, la Terre perdra son eau et les organismes les plus résistants succomberont sous le soleil.

Dans cinq milliards d'années, le soleil gonflera en une géante rouge et détruira la Terre comme un tas de poussière sous un chalumeau. Néanmoins, il n'y aura rien à regretter. La planète aura passé ses deux derniers milliards d'années non pas comme une gemme bleue plein de vie mais en tant qu'une boule de pierre sèche et surchauffée, telle Venus.

Telles sont les prévisions sorties de l'ordinateur siégeant sur le bureau de Ken Caldeira à Penn State. Caldeira et son collègue James Kasting ont simulé la façon dont le soleil évolue allait affecter l'atmosphère terrestre. Sur son chemin vers l'état de géante rouge, le soleil devient de plus en plus lumineux et chaud; d'après les modèles stellaires des astronomes, il est environ 25% plus lumineux maintenant que quand la Terre est née il y a 4,6 milliards d'années. D'après les climatologues Caldeira et Kasting, la Terre a réussi à maintenir une température stable en baissant son effet de serre naturel au fur et à mesure que le soleil devenait de plus en plus chaud.

Le fonctionnement est le suivant : plus de chaleur venant du soleil entraîne plus d'évaporation de la part des océans, plus de pluies emportant le dioxyde de carbone de l'atmosphère, et plus de carbone piégé dans les roches. Bien que les volcans en renvoient dans l'atmosphère, sa concentration diminue petit à petit, ce qui signifie que la température terrestre reste stable et que la vie peut se répandre.

Mais la vie végétale a besoin du CO2 atmosphérique pour sa photosynthèse, et les animaux tels que nous ont besoin des plantes pour leur alimentation. Dans les temps à venir, au fur et à mesure de l'augmentation de la température du soleil, il arrivera un moment où tant de CO2 aura été lessivé de l'atmosphère que les plantes et ceux qui les mangent mourront. En 1982, le chimiste atmosphérique britannique James Lovelock a lancé une simulation simple de ce processus. Il en a conclut que la biosphère en mourrait dans 100 millions d'années. (Elle ne sera pas sauvée par notre pollution; l'effet de serre provoqué par l'humanité sera un simple sursaut au niveau de l'échelle des temps géologiques.)

Une décennie après les prévision de Lovelock, Caldeira et Kasting ont décidé de jeter une fois de plus un œil dans la boule de cristal. Ils ont modifié un des postulats essentiels de Lovelock : que toutes les plantes mourraient une fois que la concentration atmosphérique de CO2 serait tombée en dessous de 150 ppm (N.d.T : la concentration actuelle est de 380 ppm). En fait, certaines plantes telles les plantes grasses utilisent le CO2 de manière si efficace quelle peuvent survivre avec une concentration inférieure à 10 ppm. Elles pourront envahir la planète pendant que les autres plantes mourront.

Caldeira et Kasting on trouvé que la fin de la biosphère avant au moins un milliard d'années dans le futur. Quelques plantes et animaux résistant pourraient même tenir plus longtemps. Caldeira et Kasting ont laissé tourner leur simulation afin de voir comment les survivant les plus résistant finiraient par disparaître. Il apparaît qu'ils seront cuits et desséchés.

Sans CO2 dans son atmosphère, la Terre sera incapable de réguler sa température, et cette dernière augmentera de concert avec celle du soleil. Dans un milliard et demi d'années, la température atteindra 120°F (50°C), et toute vie à part les microbes sera morte. Deux cent millions d'années plus tard, la température atteindra 212°F (100°C), le point d'ébullition de l'eau, et tout le monde excepté les microbes les plus endurants, de ceux qu'on trouve dans les sources chaudes au fond des océans, entendront s'approcher la faucheuse.

Mais même eux périront avec la déshydratation de la Terre. L'atmosphère sera saturée de vapeur, dont une partie atteindra la stratosphère. Là, les radiations venant du soleil décomposeront les molécules d'eau en hydrogène et oxygène, et l'hydrogène fuira dans l'espace. D'ici 2,5 milliard d'années, toute l'eau de la Terre aura été détruite, laissant la planète stérile.

Sans eau, le cycle du carbone s'arrêtera. Les volcans continueront de répandre du CO2, et dans l'atmosphère sans pluie, il recommencera à augmenter, créant un effet de serre massif sur une planète ravagée. Les températures devraient atteindre et même dépasser les 500°F (260°C). Dans 3 milliards d'années, la Terre ressemblera à Venus, avec encore 2 milliards d'année à attendre en se remémorant ses jours heureux avant que le soleil ne l'engloutisse.

Mais nous aurons disparu depuis longtemps. Si une espèce existe pendant 10 millions d'années, c'est une durée de vie extrêmement longue dit Caldeira. Alors notre propre petit effet de serre est beaucoup plus préoccupant que l'apocalypse prédite par Caldeira. De plus, chaque culture a sa vision de sa naissance et de sa mort. Peut-être est-ce là la notre.

Autres informations astronomiques

Le futur de la planète ne se résume pas à un effet de serre géant. En effet, non seulement les jours seront plus chauds, mais en plus il seront plus longs.

La Lune s'éloigne d'environ 3,7 cm par an. Les lois physiques étant ce quelles sont, plus la Lune est loin, plus la Terre ralentit sa rotation sur elle-même. Il y a 200 millions d'années, la Lune était plus proche, et les journées duraient 22 heures au lieu des 24 heures actuelles.

Ce ralentissement de la rotation terrestre va se poursuivre jusqu'à ce que l'orbite lunaire et la rotation terrestre soient synchronisées. A ce moment, la Lune fera face à la Terre sans en bouger, et elle ne bougera plus de son emplacement dans le ciel visible. Le résultat sera la disparition des marées terrestres, et la durée de la journée terrestre à ce moment sera de 47 journées actuelles, soit 1128 heures.

Plus d'informations sur ce phénomène sont disponibles sur Dinosoria.

The future is wild

Arnaud Boudou — Mon, 17 Apr 2006 08:00:00 +0200

Amis lecteurs, je vais faire appel à votre sagacité.

Vers les années 2003 a été diffusé sur une chaine anglophone, Discovery Channel, un documentaire spéculant sur l'évolution à venir de la vie terrestre, le tout sur deux cents millions d'années. Il y avait même un site web promotionnel qui présentait quelques cas. Ce documentaire s'appelait « The future is wild ». Un extrait était passé quelque temps plus tard dans je ne sais plus quelle émission de milieu de soirée sur France 2, présentée par Jérôme Bonaldi. Il existe aussi un site officiel.

Le synopsis du documentaire était le suivant :
L'espèce humaine a décidé d'abandonner la Terre à Dame Nature, et d'émigrer vers une autre planète. Avant de partir, elle a laissé quelques satellites en orbite chargés de surveiller l'évolution. Le documentaire était ensuite découpé en 3 séquences distinctes:

dans 5 millions d'années : La Terre est en pleine période glaciaire, les animaux du nord de l'Europe ont dû évoluer ou disparaître. A cause du manque de précipitations, la forêt amazonienne a disparu et a été remplacée par de grandes savanes parcourues par des primates communicant par dessus les hautes herbes avec leur queue.
dans 100 millions d'années : La Terre a un climat global de type tropical avec de grandes surfaces de zones marécageuses. Le genre animal prédominant est maintenant celui des tortues géantes. Les mammifères ne sont plus représentés que par une unique espèce de tarsier vivant dans des galeries souterraines, et en voie d'extinction. Les pieuvres et poulpes commencent à s'adapter pour l'exploration de la terre ferme.
dans 200 millions d'années : La Terre possède maintenant un unique continent. La vie marine est extrêmement développée. Sur la terre ferme, les descendants des pieuvres et poulpes ont maintenant colonisé toutes les niches écologiques, et se présentent sous diverses formes (de la pieuvre se balançant de branche en branche dans les forêts, à celle faisant plusieurs mètres de haut et vivant dans les plaines). Une branche de ces octopodes est même devenue la nouvelle espèce qui vient d'accéder à l'intelligence.

Tout ceci était présenté en images de synthèses. La question est : ce documentaire a t-il été diffusé en français et en intégralité, et si oui, sous quel nom ? Le seul que j'arrive à trouver est sur le site allemand IceStorm (chercher « Future is wild »), mais il ne possède de piste audio qu'en anglais et allemand, et de sous-titre qu'en allemand. Sur Amazon Canada, il n'y a pas de version française pour le Québec. Pour la diffusion française, le titre français serait « Sauvages ! Les Animaux du futur ». Il existe en livre chez Amazon ou Alapage (dans la catégorie Jeunesse ?!?), mais n'est pas disponible en DVD.

Il aurait aussi été diffusé sur Arte.

Merci d'avance.

Suppositions évolutives des différences homme / femme

Arnaud Boudou — Sat, 31 Dec 2005 11:38:00 +0100

Les femmes ne savent pas lire une carte, et les hommes sont incapables de trouver un balai dans la maison. Il faut remonter très loin dans le temps pour avoir une idée des raisons de ces différences.

Pour les explications suivantes, je vais me placer dans le cadre des débuts de l'humanité, où dans la plupart des cas les femmes restaient au campement à faire la popote et s'occuper des enfants entre elles, et où les hommes partaient chasser ou se casser la figure avec les autres.

Rester au campement, à devoir s'occuper de multiples choses en même temps (s'occuper du feu, des enfants, de la cuisine, etc.) développe les capacité à pouvoir se retrouver rapidement dans des lieux connus. L'activité de la chasse demande au contraire à se fixer sur un point précis, et ne pas se laisser distraire par des évènements extérieurs ( = non chérie, quand je suis allé me chercher à boire je n'ai pas vu que le lave-vaisselle avait fini de tourner).

Toujours cette même activité de la chasse développe le sens de l'orientation ( = les homme se débrouillent statistiquement mieux que les femmes dans la représentation spatiale et en lecture d'une carte).

La guerre demande à avoir une sensibilité tactile moindre, pour ne pas être gêné par la douleur ( = les hommes ont moins de zones érogènes que les femmes, zones de sensibilité exacerbée).

Vivre au campement développe le sens de la communication et facilite l'échange d'idées. Au contraire, la chasse ou la guerre vont demander de nombreux moments de discrétion, ou d'ordres brefs ( = les femmes sont plus douées que les hommes pour communiquer).

Les différences de modes de vie entre les sexes ont favorisé le développement de capacités spécifiques. Maintenant, si on vous reproche quelque chose commençant par « vous les hommes / femmes », vous pouvez répondre que c'est la faute au mode de vie de nos lointains ancêtres et aux lois de l'évolution.

Qu'est-ce qui a quatre membres et non six ?

Arnaud Boudou — Fri, 25 Nov 2005 08:00:00 +0100

Réponse : les vertébrés terrestres.

Au commencement étaient les poissons. Enfin, quelque temps après le commencement. Un jour, aidées de mutations bienvenues (quatre nageoires rigides et mobiles), ainsi qu'une bonne dose de faim, certaines espèces de poissons ont commencé à coloniser la terre ferme. Ces poissons ont donné naissance aux amphibiens, dotés de quatre pattes.
Ces mêmes amphibiens ont donné naissance à trois branches distinctes de l'évolution : les dinosaures, les simples reptiles, et les reptiles mammaliens. Lois de la génétique obligent, ces trois branches étaient elles aussi dotées de quatre membres.
Les dinosaures ont donné naissance aux oiseaux (quatre membres, dont deux pattes et deux ailes); les reptiles sont restés des reptiles; et les reptiles mammaliens ont donné naissance aux mammifères (quatre membres).
Donc à l'heure actuelle, toutes les branches des vertébrés terrestres ont quatre membres.

En revanche, il existe une catégorie de vertébrés terrestres n'étant pas basés sur le schéma « deux paires de membres », mais « trois paires de membres » : les créatures mythologiques.

six membres dont deux bras : le centaure (quatre pattes de cheval, plus un torse avec deux bras humains).
six membres dont deux ailes : le dragon occidental, le griffon (train arrière de lion, train avant en pattes d'aigle, deux ailes), le pégase (cheval ailé).

En fait, le premier poisson terrestre aurait eu six « pattes » au lieu de quatre, qui sait ce que l'évolution aurait pu donner ?

Le vrac du jour

Arnaud Boudou — Fri, 04 Nov 2005 00:00:00 +0100

Le port FreeBSD pour MySQL 5.0 ne semble plus compiler le support pour les tables de type BerkleyDB. Pourtant son Makefile me semble correct. C'est gênant quand on avait des tables à ce format (pour des questions de gestion des transactions), et qu'on ne peut plus y accéder. C'est là que les dumps nocturnes de la base sont utiles pour recréer ces mêmes tables.
Toujours du côté de chez MySQL 5.0, les vues, sai bien. Bon, je temporisais auparavant avec les signets de phpMyAdmin, mais ces signets n'étaient pas accessibles aux applications PHP. Et puis les procédures stockées, sai bien aussi. Et là, impossible de temporiser avec phpMyAdmin (et s'il pouvait aussi me les afficher, ça ne serait pas mal non plus).
J'ai appris récemment que le terme anglais pour « peste noire » est « black death ». Personnellement, je trouve que ça en jette pas mal, même plus que le terme français.
D'ailleurs, à ce sujet, il semblerait que les survivants à la peste noire étaient porteurs d'un gène muté codant pour la protéine CCR-5 (protéine présente sur les macrophages, et utilisée par le virus VIH comme porte d'entrée). Les personnes sans cette mutation ne pouvaient pas survivre à la peste noire, et les nombreuses épidémies de cette maladie ont « écrémé » la population, ne laissant vivants que les porteurs de ce gène muté. Là où ça devient intéressant, c'est que ce gène étant récessif, si une personne possède les deux allèles mutés (donc n'ayant plus la protéine CCR-5), il semblerait qu'elle soit immunisée contre le virus VIH. Si la personne ne possède qu'un allèle muté, bien qu'elle ne soit pas immunisée contre le VIH, sa durée de vie semble accrue une fois la maladie déclarée. La source : The Scientist : Could the Black Death protect against HIV?.

Le gout du sucre, ou le retour à nos origines

Arnaud Boudou — Thu, 04 Aug 2005 08:00:00 +0200

Un des aspects communs des gouts nutritifs humains, c'est que tout le monde ou presque aime le sucre ou les mets sucrés. Et ce gout nous vient de très loin dans le passé.

Il faut d'abord savoir que les glucides sont nécessaires pour notre organisme. En effet, ils sont le carburant pour les cellules musculaires, et plus important, pour les cellules nerveuses. C'est pour cela qu'une crise d'hypoglycémie peut facilement entrainer des pertes de connaissance. A partir de ce point, il est assez facile de comprendre pourquoi notre organisme est conditionné à aimer les produits sucrés.

Ensuite, un des autres points qui nous fasse aimer le sucre nous vient de nos très lointains ancêtres. Je ne veux pas parler de votre arrière grand-mère, ou bien du chasseur / cueilleur préhistorique, mais plutôt de ces ancêtres qui avaient un corps couvert d'une fourrure, mesuraient 50 cm au garrot, et passaient leurs journées à batifoler dans les arbres : les hominidés et primates primitifs d'il y a plus de deux millions d'années.
Pour ces êtres là, une partie de la nourriture était composée de fruits tropicaux. Et ceux-ci ont la particularité suivante : ils sont nutritifs parce qu'ils sont sucrés, ils sont sucrés parce qu'ils sont murs. Et donc nos ancêtres génétiquement avantagés pour apprécier le sucre ont naturellement préféré les fruits mûrs et nutritifs, donc un meilleur apport énergétique pour l'organisme. Au final, cela revient à renforcer le premier point, à savoir fournir le plus d'énergie possible à l'organisme.

Bref, nos ancêtres ayant été par le biais de l'évolution génétiquement favorisés à aimer le sucré pour une question de survie, il n'est pas étonnant que cette caractéristique se retrouve chez nous, même si la notion de survie ne s'applique plus vraiment (en temps qu'omnivore, notre apport de glucides est suffisamment varié), et même si maintenant cet amour du sucre est plus un poids qu'un avantage (jeu de mots ayant rapport avec l'augmentation des cas d'obésité inside).

Évolution humaine, le meilleur est déjà passé

Arnaud Boudou — Tue, 08 Mar 2005 08:00:00 +0100

Une des questions que l'on pourrait se poser est de savoir si l'humanité va évoluer de la même manière (en importance) que l'australopithèque a évolué jusqu'à notre espèce. Et bien il semblerait que non.

Introduction

Tout d'abord, un petit récapitulatif, il y a deux manières pour qu'une espèce évolue, ou qu'une nouvelle espèce apparaisse (spéciation) :

Soit son environnement change, et les descendants présentant les mutations favorables dans ce nouvel environnement supplante l'ancienne espèce : cas par exemple de l'évolution du cheval, depuis une petite espèce de la taille d'un chien adaptée à la vie en sous-bois, vers le cheval actuel adapté aux plaines.
Soit l'espèce va subir ce que l'on appelle une dérive génétique: l'aspect extérieur ne change pas, mais le génome évolue au gré de mutations légères. Un des cas les plus visible est celui du coelacanthe : ce poisson ressemble en tout point à ses ancêtres d'il y a 300 millions d'années, mais l'espèce est génétiquement distincte de son ancêtre.

Dans ces deux cas, il faut un élément primordial : l'isolement du groupe amené à évoluer. En effet, si ce groupe se mélange avec d'autres membres du groupe originel, le brassage génétique qui va s'ensuivre entrainera une « dilution » des mutations, et donc gênera voire empêchera l'apparition de la nouvelle espèce. De plus, plus le groupe isolé est petit, plus les chances d'apparitions de la nouvelle espèce augmente. Un grand nombre d'individus induis un brassage génétique interne. De plus, ce même grand groupe, étant plus étendu, à plus de chance d'avoir des contacts avec d'autres groupes de l'espèce originelle.

L'évolution de la ligné humaine jusqu'à il y a environ 20 000 ans.

L'être humain a grandement évolué entre l'australopithèque il y a 2 millions d'années, et l'homo-sapiens d'il y a 20 000 ans (qui est le même que l'actuel). Cette évolution a été forcé par son changement d'environnement, l'apparition du rift continental est africain ayant isolé une partie des jungles, qui ont ensuite disparu à cause d'un climat plus sec. Les grand singes arboricoles de cette époque ont évolué pour s'adapter à la savane, ce qui a entrainé l'apparition de la bipédie.

De fil en aiguille, l'espèce humaine a évolué vers une plus grande taille, vers une plus grande capacité crânienne, et à vu sa fourrure disparaitre au profil des glandes sudoripares (un chasseur coureur dégage une grande chaleur musculaire, la fourrure est une gêne, la transpiration quand à elle permet de refroidir le corps par évaporation). Cette espèce humaine à commencé à se répandre sur la surface de la planète, et là a commencé à se différencier en différentes sous espèces. En effet, la différenciation a pu apparaitre parce que les grands groupes humains étaient isolés les uns des autres. Chaque groupe a dû s'adapter à son environnement (par exemple, les peuplades du nord ont vu leur peau s'éclaircir, afin de mieux capter les UV solaires et pouvoir synthétiser la vitamine D). Ces groupes humains étant isolés, il aurait du normalement évoluer génétiquement chacun de leur côté, l'absence de brassage génétique aidant à la création de nouvelles espèces. Ceci était aidé par la faible population humaine. La survie par la chasse et la cueillette étant dépendante de beaucoup d'éléments extérieurs, les famines pouvaient arriver rapidement, ce qui régulait la population humaine. Les différents groupes ethniques actuels sont les vestiges de ce début de spéciation. En plus de la couleur de la peau, il y a d'autres différences visibles de ce début de spéciation : le cérumen des populations africaines et européennes est de type humide, celui des populations asiatique et amérindiennes est de type sec; le prognathisme plus accentué chez les populations africaines; les yeux plus enfoncés dans la boite crânienne chez les populations européennes; etc.

Il y a 20 000 ans, la révolution.

Que c'est-il passé il y a 20 000 ans ? Tout simplement la naissance de l'agriculture et de l'élevage. Ces méthodes de subsistances permettent un meilleur contrôle de l'apport en nourriture par rapport à la chasse et à la cueillette. De plus, avec plus de facilité pour créer des réserves de nourriture, les périodes de famines se font moins nombreuses.

Ceci fait que grâce à cet apport en nourriture, la population humaine à explosé, déclenchant des mouvements migratoires à la recherche de terres cultivables. Ces migrations ont permis de rétablir les contacts entre les populations humaines, et de ce fait rétablir le brassage génétique fatal à tout évolution importante. Depuis cette période, l'humanité à peu évolué. Les changements les plus visibles comme l'augmentation de la taille et de la longévité sont principalement dus à un meilleur apport de nourriture et une meilleure hygiène de vie. Par exemple, si la taille moyenne de la population augmente, ce n'est pas parce qu'il y a plus de gens de plus en plus grands, mais qu'il y a moins de gens de petite taille. Une bonne hygiène permet à l'organisme d'exploiter au maximum son potentiel génétique en terme de croissante. Il en est de même pour l'âge. Dans l'idéal, on ne va pas être de plus en plus grand et vivre de plus en plus vieux, mais simplement atteindre de plus en plus facilement la taille et l'âge maximal que nous permettent nos gênes.

Évolution future de l'humanité

L'humanité devrait peu évoluer. La population mondiale et les échanges humains sont maintenant trop important pour que des mutations ait la chance de s'exprimer. Il est à la rigueur possible que la dérive génétique est lieu, mais celle ci va être extrêmement lente, et ne devait pratiquement rien changer par rapport à ce que nous somme aujourd'hui. De plus, l'espèce humaine n'a plus à s'adapter à son environnement, mais au contraire adapte son environnement à elle.

Une des évolutions que l'on pourrait voir par exemple est celle qui oblige de pratiquer une césarienne pour les accouchements. En effet, la césarienne est obligatoire dans le cas où le bassin de la femme est trop étroit. Avant l'apparition de cette pratique, le bassin trop étroit empêchait l'accouchement, et de ce fait entrainait le décès de la mère et de l'enfant, et par là limitait la présence de cette mutation négative. Actuellement, la césarienne permet de sauver l'enfant (qui pourra hériter de sa mère du bassin étroit), et de sauver la mère qui pourra faire d'autres enfant ayant le même problème. Je ne dis pas par là que dans l'avenir il n'y aura que des accouchements par césarienne (cette mutation n'apporte aucun avantage par rapport à un bassin normal, donc ne pourra pas le concurrencer), mais que leur fréquence ira en augmentant jusqu'à se stabiliser.

Les autres évolutions que l'on risque de voir vont être des évolutions culturelles (d'un point de vue connaissance, on en sait plus qu'en savaient nos ancêtre il y a 1000 ans), tout comme des évolutions artificielles afin de pouvoir nous adapter à l'environnement que l'on se crée : stress de la vie active, accélérations des traitement que l'on doit effectuer (en faire de plus en plus, en un temps de plus en plus réduit). Ce sont les béquilles que l'on se créé pour s'adapter à ce nouvel environnement qui devrait être les supports de notre future évolution.

Sinon, si vous souhaitez savoir ce qui attend nos descendants pour les quelques millions d'années à venir, ce billet est fait pour vous : Demain sera long et chaud.