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formation du système solaire
Tout commence il y a environ 4,6 milliards d’années, avec la <anchor>formation du système solaire</anchor> et de notre planète rassemblant une gigantesque quantité de matière cosmique. La jeune planète Terre a capturé de la matière (comparable à celle des météorites), et a grossi pour devenir une planète dont la surface incandescente a progressivement refroidi. Notre planète s’est ainsi enrichie d’une immense variété de minéraux, qui ont pu très tôt cristalliser en profondeur, du moins en partie. À ces flux célestes s’ajoutent ultérieurement les mouvements des plaques tectoniques qui entrent en collision pour former des chaînes montagneuses.
L'Hadéen : dans le berceau de la Terre | MNHN
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Représentation d’artiste du Soleil entouré de sa nébuleuse, un nuage de gaz et de poussières dans lequel vont se former les planètes du système solaire

Fil d'Ariane

# L'Hadéen : dans le berceau de la Terre

L’Histoire de la Terre commence il y a environ 4,56 milliards d’années (Ga). Née de l’agglomération de poussières et de gaz qui se sont assemblés autour du jeune Soleil, notre planète se forme alors. Puis la Terre se transforme et devient une planète sur laquelle la vie s’installe.

- Infos clefs

- 4,56 Ga (- 4 560 Ma)

Naissance du système solaire

- 4,524 Ga (- 4 524 Ma)

Formation de la Lune

Entre - 4 à -3,8 Ga (- 3 800 Ma)

Grand bombardement tardif : la Terre subi un bombardement massif de météorites

Il y a 4 031 (± 3) millions d’années

Fin de l'Hadéen, début de l'Archéen.

## Naissance du système solaire et ses planètes

Représentation d’artiste du Soleil entouré de sa nébuleuse, un nuage de gaz et de poussières dans lequel vont se former les planètes du système solaire
Représentation d’artiste du Soleil entouré de sa nébuleuse, un nuage de gaz et de poussières dans lequel vont se former les planètes du système solaire.
© NASA / Artsiom P - stock.adobe.com

À l’origine du système solaire, un nuage interstellaire qui s’est fragmenté et effondré sur lui-même. De ce nuage de gaz et de poussières sont nés le Soleil et des planètes différentes qui se sont organisées autour de cet astre massif.

### Des embryons de planète

Il y a environ 4,6 milliards d’années (- 4 600 Ma), un gigantesque nuage interstellaire composé de gaz et de poussières se disloque en partie puis s’effondre sur lui-même en tournoyant. En son centre, une très forte pression et une très forte chaleur concentrent de l’énergie, jusqu’à former une étoile : notre Soleil.

Autour du Soleil, un disque de gaz se constitue alors, dans lequel des grains de poussière s’entrechoquent et s’agrègent entre eux. Ces agglomérations de matière et de gaz forment des petits corps qui deviennent des embryons de planètes, les protoplanètes.

Système solaire
Le système solaire
© NASA

### La Terre, une planète tellurique

Au plus près du Soleil, les protoplanètes accumulent des roches, notamment des métaux, et donnent naissance aux planètes dites telluriques : Mercure, Venus, La Terre, Mars. Plus loin du Soleil se forment des planètes géantes composées essentiellement de gaz(hélium et hydrogène). Ce sont les géantes gazeuses, Jupiter et Saturne ainsi qu’Uranus et Neptune. Ces dernières conservent un cœur de roche et de glace.

### Une origine commune, des destins divers

Toutes ces planètes ont mis quelque 100 millions d’années à se former. Et elles continueront ensuite à se transformer et à évoluer. Autour d’elles, d’autres corps célestes — grains de poussières, corps glacés, blocs de roche et de métal —, continuent de graviter autour du Soleil. Certains ont peu évolué et sont des vestiges des éléments originels du système solaire.

Patrick De Wever, géologue, professeur émérite au Muséum national d’Histoire naturelle.

Une origine infernale

À sa formation, la Terre est une boule de magma. Elle est percutée en permanence par des météorites. Ces chocs dégagent une énergie phénoménale. La température sur Terre devait alors dépasser les mille degrés. C’est pourquoi cette période originelle tire son nom du dieu grec Hadès, le maître des enfers.

## Et la Terre prend forme

Durant 600 millions d’années, la Terre évolue dans des conditions de très haute température. Dans ce haut fourneau, les éléments se combinent pour modeler la planète.

### Un noyau de fer

La jeune Terre est tellement chaude que tous les éléments qui la composent sont à l’état fondu dans un océan magmatique. Peu à peu, sous l’effet de la gravitation, les éléments les plus denses coulent et se rassemblent vers le centre. Ils forment un noyau métallique essentiellement composé de fer et de nickel. Autour du noyau, les éléments les moins denses restent sur place et forment le manteau. En surface, au contact des températures froides de l’espace, le magma refroidit et se solidifie en une croûte.


« Lever de terre » sur la lune. Photo prise le 24 décembre 1968 par Bill Anders, et montrant la terre semblant se lever derrière l'horizon lunaire.
© NASA Apollo 8 - B. Anders

### Du mouvement sous la croûte

Sous la croûte terrestre, les échanges de chaleur entre le noyau et l’extérieur créent des mouvements. Comme la soupe dans une casserole : au fond, les éléments chauffés perdent en densité et remontent vers la surface. Une fois en surface, ils refroidissent, redeviennent denses et replongent vers le fond. Les mouvements dus à ces échanges de chaleur et de matière ont lieu sur des zones de quelques kilomètres, appelées des cellules de convection. Ils vont façonner la Terre, notamment en distribuant les éléments chimiques entre la croûte et le manteau.

### La Lune, élément stabilisateur

Dans le chaos du Système solaire naissant, il y a 4,524 milliards d’années (- 4 524 Ma), la Terre a été percutée par Théia, une petite planète de la taille de Mars (6 792 km de diamètre), soit presque deux fois plus petite que la Terre. Sous le choc, une partie de Théia s’est enfoncée dans la Terre. Des éclats, des débris arrachés aux deux planètes ont été éjectés dans l’espace. Piégés dans l’orbite terrestre, ils se sont regroupés et ont formé la Lune.

Celle-ci exerce depuis une influence déterminante sur notre planète. Sous l’effet de la gravitation, elle soulève deux fois par jour l’eau de l’océan, mais aussi la croûte terrestre. En France, à chacune de ces marées, le sol et nos maisons montent et descendent de 40 cm. La Lune stabilise aussi l’inclinaison de l’axe de la Terre. Or cette inclinaison est responsable des saisons. Enfin, la Lune influe également sur la vitesse de rotation de la Terre. Plus elle est proche, plus la Terre tourne vite. Ainsi il y a 400 millions d’années, l’année durait 400 jours. Aujourd’hui, la Lune continue de s’éloigner de la Terre : de 3,8 cm par an !

## Les conditions de la vie

Dès 4 milliards d’années, les conditions propices à l’apparition des premières formes de vie se mettent en place : de l’énergie (solaire et terrestre) et de l’eau.

Représentation du champ magnétique protégeant la Terre du vent solaire.
Représentation du champ magnétique protégeant la Terre du vent solaire.
© NASA

### Sous la protection d’un champ magnétique terrestre

Le noyau métallique de la Terre est agité de mouvements de chaleur. Ces mouvements visqueux génèrent des courants électriques qui créent un champ magnétique.

Très tôt, la Terre aurait donc bénéficié de ce champ magnétique qui agit comme un bouclier protecteur contre le vent solaire. Ce dernier est fait de particules chargées électriquement (proton électrons) qui balaient les éléments légers de l’atmosphère terrestre. Sans champ magnétique, l’hydrogène, l’azote, l’eau seraient chassés dans l’espace.

### À l’abri de l’atmosphère

L’atmosphère terrestre est faite de couches de gaz qui retiennent la chaleur et l’eau à la surface de la Terre. Une partie des rayons du Soleil est rejetée dans l’espace, tandis qu’une autre est réfléchie sur Terre par les gaz de l’atmosphère tels que le dioxyde de carbone (CO2) ou le méthane (CH4). Plus on compte de ces gaz dits "à effet de serre" dans l’atmosphère, plus la Terre se réchauffe.

À l’Hadéen, l’atmosphère terrestre ne contenait pas ou peu d’oxygène. Elle était en revanche composée d’une énorme quantité de dioxyde de carbone (CO2). Heureusement, le Soleil était bien plus froid qu’aujourd’hui. Aussi, le CO2 a maintenu une température terrestre proche de celle d’aujourd’hui.

### Une Terre hydratée

L’eau est présente partout dans l’univers, à l’état de vapeur et de glace. Les poussières à l’origine des planètes du système solaire en contenaient. Les météorites qui bombardent les planètes telluriques apportent également de l’eau. Mais seule la Terre possède les bonnes conditions de pression et de température pour que l’eau reste liquide et coule à sa surface.

Ainsi, tandis que la Terre refroidissait lentement, les volcans recrachaient gaz et vapeur qui se condensaient en surface pour retomber en pluie et former les lacs et océans.

La vie sans oxygène

Malgré l’absence d’oxygène, il est possible que des organismes vivants soient apparus dans l’eau dès - 4 milliards d’années (- 4 000 Ma). Ils auraient converti la lumière et le CO2 en énergie et en nutriments.

De nos jours, des organismes vivent ainsi dans les profondeurs des océans sans oxygène, sans lumière et à des conditions de très forte pression. Ils se développent autour de sources chaudes dégageant du méthane, du CO2, de l’hydrogène et des métaux lourds et réussissent à puiser énergie et nourriture dans ces éléments.

### Bombardement tardif : on efface tout et on recommence

Alors que la Terre prend forme, dans l’espace, les déplacements des planètes et autres corps célestes continuent de jouer une partie de billard cosmique. Entre - 4 et - 3,9 milliards d’années, les géantes gazeuses modifient leur orbite et renvoient une multitude de corps plus petits vers l’intérieur du système solaire.

Les planètes telluriques se retrouvent sous le feu d’un intense bombardement de météorites : le grand bombardement tardif. Si la vie avait commencé à s’installer, elle est probablement annihilée par ce regain d’activité qui fait à nouveau fondre la croûte terrestre. Pour que la vie se répande sur Terre, le processus devra redémarrer de zéro. À moins qu’une forme cachée dans une faille au fond de l’océan ait survécu pour réapparaître et se transformer plus tard…

Dossier rédigé en octobre 2023. Remerciements à Patrick de Wever, géologue, professeur émérite au Muséum national d’Histoire naturelle (UMR 7207, Centre de recherche en paléontologie).

### L'Hadéen dans l'Histoire de la vie

Ma = Millions d’années

2302

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Hadéen

- 4567 Ma

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### Hadéen

Il y a 4,6 milliards d’années, la Terre achève sa formation. Débute alors la première ère géologique : l'Hadéen. Le noyau de notre planète se forme et la lune apparait, probablement à la suite d'un impact entre la Terre et une proto-planète nommée Théia.

La croûte terrestre commence sa formation, et la température à la surface de la planète baisse progressivement. Il y a 4 milliards d’années, à la fin de l'Hadéen, les conditions nécessaires à l'émergence de la vie sur Terre seront réunies.

Archéen

- 4031 Ma

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### Archéen

Il y a 4 à 2,5 milliards d'années, la croûte terrestre continue de se former sous l’action d'un volcanisme intense. Plus tard, dans les océans très chauds, les premières bactéries et algues apparaissent. Leur photosynthèse produit alors du dioxygène, déchet toxique auquel le reste du vivant s'adaptera par la suite.

Certaines colonies de cyanobactéries sont organisées en tapis microbiens qui forment de grandes structure minérales appelées stromatolites. Ces structures sont les plus anciennes traces de vie connues.

Sur la frise : un stromatolite et une colonie d'algues, productrices d' oxygène.

Protérozoïque

- 2500 Ma

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### Protérozoïque

Au protérozoïque, du grec signifiant « avant l'animal », l'atmosphère se charge de l'oxygène produit dans les océans. A la suite d'un brusque refroidissement, les algues se diversifient sur les fonds marins et les animaux pluricellulaires apparaissent, tels que les méduses et des petits animaux munis de coquilles.

Sur la frise : un Dickinsonia(animal à corps mou) un Cloudinidae(animal à coquille) et une méduse.

Paléozoïque

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### Paléozoïque

Au paléozoïque, les animaux abondent, dont les vertébrés qui se diversifient rapidement. L’apparition d’organismes pourvus de squelettes minéralisés internes ou externes a facilité leur fossilisation et donc la préservation de ces spécimens jusqu’à nos jours.

Cambrien

- 538,8 Ma

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### Cambrien

Au Cambrien, la formidable diversification de la vie démarrée au Protérozoïque se poursuit et s’accélère avec le développement de structures minéralisées, telles que les squelettes externes des arthropodes. Les fonds marins se peuplent d’animaux aux formes souvent très différentes des faunes actuelles. De nombreux groupes d’arthropodes, de vers, d’éponges ou de mollusques apparaissent.

Sur la frise : un Anomalocaris(arthropode) un trilobite(arthropode) et un Pirania(éponge tubulaire).

Ordovicien

Extinction

Ordovicien-Silurien

- 485,4 Ma

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### Ordovicien

À l'Ordovicien, la vie animale se propage hors des fonds marins et gagne la colonne d'eau. Des vertébrés et des céphalopodes nagent en eaux libres alors que les brachiopodes et trilobites sont très fréquents sur les fonds marins. Les premières plantes terrestres colonisent les milieux humides continentaux. A la fin de l'Ordovicien, un refroidissement du climat entraîne la première des cinq grandes crises de la biodiversité.

Sur la frise : un Sacabambaspis(vertébré), un orthocône(céphalopode) et un brachiopode.

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Extinction

Ordovicien-Silurien

La Terre connaît une première grande crise à la fin de l’Ordovicien, alors que la vie est exclusivement marine. Cette crise serait due à un intense épisode de glaciation et aurait provoqué la disparition de 60 à 70% des espèces.

Silurien

- 443,8 Ma

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### Silurien

Au Silurien, les arthropodes et les vertébrés poursuivent leur diversification dans les océans. Dans les milieux humides continentaux, les plantes terrestres continuent de se diversifier avec l'apparition des plantes vasculaires (qui possèdent des tiges et de la sève). Elles sont accompagnées de certains arthropodes tels que les myriapodes et les arachnides.

Sur la frise : un euryptéride(ou scorpion de mer), un mille-pattes et l'une des premières plantes vasculaires, Cooksonia.

Dévonien

Extinction

du Dévonien

- 419,2 Ma

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### Dévonien

Au Dévonien, les vertébrés marins sont très diversifiés, en particulier par la présence de nombreux « poissons » cuirassés appelés placodermes. Les tétrapodes apparaissent, ce sont les premiers vertébrés munis de pattes et de doigts mais ils sont encore inféodés aux milieux aquatiques. La végétation du début du Dévonien ne mesure que quelques dizaines de centimètres de haut : elle fait peu à peu place à des forêts d' Archeopteris mesurant jusque 30 mètres.

Sur la frise : un placoderme(prédateur marin), un Calamophyton(arbre) et un Ichtyostega(tétrapode).

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Extinction

du Dévonien

D’importantes variations climatiques et la chute de l’oxygénation des mers entraînent, à la fin du Dévonien, une crise qui provoque l'extinction du Dévonien et la disparition de 75% des espèces.

Carbonifère

- 358,9 Ma

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### Carbonifère

Au Carbonifère, de riches écosystèmes forestiers se développent dans les zones humides. Les arbres et insectes volants se diversifient et se spécialisent, alors que débute l'essor des tétrapodes sur le milieu terrestre. C'est à cette période que, de la collision entre deux grands continents, nait le supercontinent de la Pangée.

Sur la frise : un paléodictyoptère(insecte volant), une fougère arborescente et un Hylonomus(reptile).

Permien

Extinction

Permien-Trias

- 298,9 Ma

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### Permien

À partir du Permien, à la suite suite d'une aridification du climat, la flore change considérablement. Les plantes à graines deviennent dominantes. Les nouvelles chaînes de montagnes subissent une forte érosion. Les amniotes (vertébrés à quatre pattes pondant des œufs) se diversifient sur la terre ferme. Dans les océans, le sommet de la chaîne alimentaire est dominé par des groupes proches des requins actuels.

Sur la frise : un dimétrodon(amniote), un rameau du conifère Walchia et un hélicoprion (proche des requins)

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Extinction

Permien-Trias

A la fin du Permien a lieu la crise du Permien-Trias. C'est la plus grande qu’ait jamais connue la Terre. Elle provoque la disparition de plus de 90% des espèces, terrestres comme marines. Cette crise sans précédent aurait été essentiellement causée par deux épisodes volcaniques majeurs.

Mésozoïque

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### Mésozoïque

Cette période de grande diversification de la biodiversité, comprise entre deux extinctions massives, dure près de 186 millions d’années. Elle se caractérise par l’émergence des dinosaures, des reptiles volants et des reptiles marins, ainsi que des mammifères et des plantes à fleurs.

Trias

Extinction

Trias-Jurassique

- 251,9 Ma

Aujourd'hui

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### Trias

Au Trias a lieu une forte diversification des reptiles : crocodiles, tortues ou encore dinosaures apparaissent sur le supercontinent de la Pangée, accompagnés des premiers mammifères. Des reptiles retournent à la vie marine. Les ptérosaures sont les nouveaux grands prédateurs volants. Les groupes dominants d’insectes sont les coléoptères, les diptères et les hyménoptères. Les conifères deviennent les arbres les plus abondants.

Sur la frise : un Morganucodon(mammifère), un ichthyosaure(reptile marin) et un ptérosaure(reptile volant).

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Extinction

Trias-Jurassique

La crise du Trias-Jurassique s'étend sur près de 17 millions d'années, un record en comparaison aux autres crises qui s’étendent sur des périodes durant de 1 à 2 millions d’années. Elle conduit à la disparition de 70 à 80 % des espèces à la suite du volcanisme atlantique.

Jurassique

- 201,4 Ma

Aujourd'hui

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### Jurassique

Au Jurassique, la Pangée n'existe plus, morcelée par les océans Atlantique et Téthys où règnent les reptiles marins. Les dinosaures se diversifient, avec le développement du gigantisme mais aussi l'apparition des premiers oiseaux. Les insectes connaissent également une forte diversification. Côté forêts, les plantes à graines prospèrent mais les fougères restent très présentes dans certains milieux.

Sur la frise : un archéoptéryx(proche des futurs oiseaux), un crabe et un sauropode.

Crétacé

Extinction

Crétacé-Paléogène

- 145,0 Ma

Aujourd'hui

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### Crétacé

C'est au Crétacé qu'ont vécu de célèbres dinosaures comme le tyrannosaure ou le tricératops. Les ammonites et reptiles marins sont fréquents dans les océans tandis que les espèces d'oiseaux se diversifient. Les plantes à fleurs connaissent un très fort succès évolutif, événement majeur de la formation des écosystèmes à venir. Elles sont accompagnées de nombreux pollinisateurs.

Sur la frise : une ammonite, une abeille sur une fleur, un tyrannosaure.

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Extinction

Crétacé-Paléogène

La dernière grande crise du Crétacé-Paléogène est sans doute la plus connue, car elle correspond à l’extinction d’un des groupes d’animaux fossiles les plus célèbres, les dinosaures (à l'exception des oiseaux). Elle concorde avec un épisode volcanique majeur au Dekkan (Inde), auquel s’ajoute la chute d’un astéroïde dans la péninsule du Yucatan (Mexique). Ces deux événements ont impacté toute la planète.

Cénozoïque

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### Cénozoïque

Débutant il y a 66 millions d’années, le Cénozoïque se poursuit aujourd'hui. Connu comme « l'ère des mammifères » du fait de la rapide évolution de ces derniers vers de grandes tailles, c'est aussi une période de grandes diversifications parmi les oiseaux, les plantes à fleurs ou encore les « poissons à arêtes ».

Paléogène

- 66,0 Ma

Aujourd'hui

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### Paléogène

Le Paléogène se situe après la disparition des dinosaures non-aviens, des ammonites et de nombreux autres groupes d’espèces. Dans les milieux qu’ils laissent vacants, les mammifères et les oiseaux connaissent une forte diversification, alors que les actinoptérygiens (ou « poissons à nageoires rayonnées ») deviennent abondants dans les océans et en eaux douces. Les plantes à fleurs, notamment les arbres feuillus, poursuivent leur développement et deviennent la flore la plus diversifiée.

Sur la frise : un palmier, un baluchitère(grand mammifère) et un actinoptérygien.

Néogène

- 23,03 Ma

Aujourd'hui

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### Néogène

Au Néogène, le courant de Drake se met en place autour de l’Antarctique et la planète se refroidit progressivement pour s’approcher du climat actuel. Durant le Néogène, l’isthme de Panama se referme et relie les Amériques du Nord et du Sud, formant une séparation entre Atlantique et Pacifique. Sur la terre ferme, les prairies de graminées deviennent fréquentes et la faune s’adapte à de nouveaux écosystèmes proches de ceux que l’on connait aujourd’hui.

Sur la frise : une graminée, une antilope(ruminant) et un Livyathan (odontocène ou « cétacé à dents »).

Quaternaire

- 2,58 Ma

Aujourd'hui

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### Quaternaire

Le Quaternaire est la période géologique actuelle, commençant il y a 2,58 millions d'années. Plusieurs épisodes de glaciation et/ou l’émergence du genre humain amènent à l’extinction de la majorité des espèces de grands mammifères, tels que les paresseux géants ou les mammouths. Plus récemment, en un temps bien plus court que lors des autres périodes géologiques, les activités humaines impactent tous les écosystèmes et provoquent une augmentation globale de la température.

Sur la frise : un fuchsia, un humain et une méduse.

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