Milliard ennuyeux

Reconstitution de Columbia (image du dessus à 1,6 Ga) et Rodinia après séparation (image du dessous à 0,75 Ga).

L'évolution de la biosphère, atmosphère et hydrosphère terrestre a longtemps été liée à la succession des supercontinents (en), où les continents s'agrègent puis se séparent en dérivant. Le Milliard ennuyeux voit la formation de deux supercontinents : Columbia (ou Nuna) et Rodinia[5] - [11].

Columbia se forme entre 2 et 1,7 Ga et reste intact jusqu'au moins 1,3 Ga. Des preuves géologiques et paléomagnétiques suggèrent que Columbia n'aurait subi que des changements mineurs pour former le supercontinent Rodinia entre 1,1 et 0,9 Ga. Des reconstructions paléogéographiques suggèrent que l'assemblage supercontinental était situé dans des zones climatiques équatoriales et tempérées, et il n'y a que peu, voire aucune, preuves de présence de fragments continentaux dans les régions polaires[11].

Compte tenu de l'absence de preuve de sédimentation sur les marges passives, qui serait le résultat de la rupture de la croûte continentale (rifting)[12], le supercontinent ne se serait pas séparé, et aurait simplement été un assemblage de proto-continents et de cratons superposés. Il n'y a pas de preuve de rifting jusqu'à la formation de Rodinia, il y a 1,25 Ga au nord de Laurentia, et 1 Ga en Baltica et au sud de la Sibérie[5] - [4]. Cependant, la rupture n'a lieu qu'en 0,75 Ga, marquant la fin du Milliard ennuyeux[4]. Cette stase de l'activité tectonique est peut-être liée à la chimie atmosphérique et océanique[5] - [7] - [4].

Il est possible que l'asthénosphère, la partie ductile du manteau supérieur terrestre sur laquelle les plaques tectoniques flottent et bougent, était alors trop chaude pour soutenir une tectonique des plaques moderne. Ainsi, au lieu d'un intense recyclage des plaques dans les zones de subduction, les plaques restent liées les unes aux autres jusqu'à ce que le manteau se refroidisse assez. L'initiation de la subduction, élément de la tectonique des plaques, peut avoir été déclenchée par le refroidissement et l'épaississement de la croûte terrestre. Ces deux facteurs rendent la subduction, une fois initiée, particulièrement forte, marquant la fin du Milliard ennuyeux[4].

Cependant, d'importants événements magmatiques ont toujours lieu, comme la formation (par un panache) du bloc de Musgrave (en) d'une surface de 220 000 km² en Australie centrale entre 1,22 et 1,12 Ga[13] et le grande province ignée de Mackenzie (en) au Canada, d'une surface de 2 700 000 km², il y a 1,27 Ga[14]. La tectonique est par ailleurs suffisamment active pour former de nouvelles montagnes, avec plusieurs orogenèses ayant lieu à cette époque, telle que l'orogenèse grenvillienne[15].

Courbes montrant les températures moyennes durant le Mésoprotérozoïque. La ligne bleue utilise des concentrations de CO₂ 5 fois supérieures aux concentrations actuelles, la ligne rouge 10 fois, et le point rouge montre la plage de températures moyennes aux tropiques.

Il y a peu d'indication de variabilité climatique significative pendant cette période[3] - [16]. Le climat n'est probablement pas principalement dicté par la luminosité solaire, le Soleil étant 5 à 18% moins lumineux qu'aujourd'hui, mais il n'y a pas d'élément permettant d'affirmer que la Terre était significativement plus froide[17] - [18]. En fait, le Milliard ennuyeux manque de preuves de glaciations prolongées, comme observées à intervalles réguliers dans d'autres parties de l'histoire géologique de la Terre[18]. Les concentrations en CO₂ n'expliquent pas cette absence : leur niveau aurait dû être 30 à 100 fois plus haut que pendant l'ère pré-industrielle[17] pour entraîner une importante acidification des océans[18] empêchant la formation de glace. Les niveaux de CO₂ du Mésoprotéozoïque peuvent avoir été comparables à ceux de l'éon Phanérozoïque, peut-être 7 à 10 fois supérieurs aux niveaux actuels[19].

La première trace de glace de cette période est rapportée en 2020 et provient de la formation de Diabaig (en) dans le groupe de Torridon (en) en Écosse datant d'il y a 1 Ga, où des formations de dropstones ont probablement été constituées par des débris transportés par radeaux de glace. La zone, alors située entre le 35^e parallèle et le 50^e parallèle sud, était un lac (possiblement de montagne) que l'on estime gelé en hiver, le transport des débris ayant lieu lors de la fonte printanière[20].

Les océans ne semblent contenir que de faibles concentrations en nutriments clés que l'on estime nécessaires pour une vie complexe (en particulier le molybdène, le fer, l'azote et le phosphore) dues en grande partie au manque d'oxygène pour entraîner les oxydations essentielles à ces cycles géochimiques (en)[21] - [22] - [23]. Les nutriments sont cependant plus abondants dans les environnements terrestres, comme dans les lacs ou proche des côtes, à proximité des ruissellements continentaux[24].

Le Milliard ennuyeux a été précédé et suivi de périodes de grands bouleversements, matérialisées par des épisodes de grandes glaciations (ou Terre boule de neige) et par une transformation radicale de la morphologie des êtres vivants (apparition des premiers eucaryotes en amont, apparition des premiers êtres multicellulaires en aval).

La stagnation de l'évolution, souvent considérée comme une anomalie, est généralement attribuée à un faible taux d'oxygène qui, après la Grande oxydation, se maintient autour de 0,1 % de sa teneur actuelle[25] - [26] et aurait entravé l'élaboration de formes de vie complexes.

Le Milliard ennuyeux suscite un regain d'intérêt depuis le début des années 2010 : « Les chercheurs s'aperçoivent que la stabilité caractéristique du Milliard ennuyeux — qui n'a aucun précédent et demeure inédite dans l'histoire de la Terre — est bien plus difficile à expliquer que les changements environnementaux qui ponctuent d'autres périodes »[27]. Le rôle stabilisateur du faible taux d'oxygène est notamment reconsidéré : de nouvelles recherches émettent l'hypothèse d'une causalité inversée où l'émergence d'animaux multicellulaires complexes aurait contribué à accroître ce taux, plus qu'elle n'en serait la résultante.

• (en) C. Brenhin Keller, Jon M. Husson, Ross N. Mitchell, William F. Bottke, Thomas M. Gernon, Patrick Boehnke, Elizabeth A. Bell, Nicholas L. Swanson-Hysell et Shanan E. Peters, « Neoproterozoic glacial origin of the Great Unconformity », Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 116, n^o 4,‎ 22 janvier 2019, p. 1136-1145 (ISSN 0027-8424, e-ISSN 1091-6490, PMID 30598437, PMCID PMC6347685, DOI 10.1073/pnas.1804350116).

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