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Les histoires que nous racontent les pierres
lundi 16 mai 2016, par
En hommage à un homme qui avait étudié ces pierres et les avait racontées : André Brahic
Découvreur des anneaux de Neptune et vulgarisateur hors pair, l’astrophysicien André Brahic est mort à 73 ans des suites d’une longue maladie.
C’était un conteur hypnotique des poussières célestes. André Brahic, astrophysicien français connu du grand public pour ses traits d’humour et sa découverte des anneaux de Neptune, est mort ce dimanche à 73 ans après une longue maladie, selon une information confirmée par la Société française d’astronomie et d’astrophysique qu’il a présidée entre 1990 et 1992. Celui dont les ancêtres étaient mineurs passait sa vie à observer le ciel. « C’est un homme de la nuit, il commence vraiment à être lui-même à 11 heures du soir », racontait en 2014 le chirurgien ORL Jean Abitbol dans une émission consacrée par France Culture à l’astrophysicien.
En 1984, il découvre les anneaux de Neptune, puis les arcs composant le cinquième d’entre eux qu’il nommera Liberté, Égalité, Fraternité en l’honneur du bicentenaire de la révolution française, enfin Courage trouvée par l’une de ses étudiantes, Cécile Ferrari. À l’origine de ces découvertes, un modèle numérique qu’il propose en 1974, et une technique d’enquête aux airs simples : quand une planète passe devant une étoile, elle masque un moment sa lumière ; si la planète possède un anneau, la lumière de l’étoile est interrompue un peu avant, puis un peu après le passage de la planète. L’histoire de cette découverte est, selon André Brahic, un exemple de la recherche en butte à la bureaucratie. En 1983, une soixantaine d’équipes cherchent depuis plusieurs années à débusquer les anneaux de Neptune, en vain, et veulent clore le débat dans un article qu’André Brahic refuse de cosigner au prétexte que ne rien trouver ne signifie pas que rien n’existe.
Mais en 1984, surprise : l’astrophysicien découvre quelque chose qui ne peut être ni un satellite (c’est un peu transparent) ni un anneau (le signal apparaît d’un côté de Neptune, mais pas de l’autre). Problème : depuis 1610, Kepler a théorisé qu’un arc de matière ne pouvait pas exister, les poussières tournant autour d’un corps céleste ne pouvant manquer de s’agréger très rapidement. « Eh bien si, un arc de matière peut exister », tente-t-il alors de convaincre la communauté scientifique. Mais quelques mois plus tard, son confrère américain William Hubard l’appelle au milieu de la nuit pour lui signaler qu’il a vu la même chose. Les anneaux de Neptune et leurs arcs seront observés et photographiés cinq ans plus tard par la sonde Voyager.
Spécialiste de la physique des nuages de gaz et de leur rôle dans la formation des galaxies, il faisait partie des plus grands experts mondiaux de la formation du système solaire. Il était astrophysicien au CEA et professeur à l’Université Paris VII. Il faisait depuis 1991 partie de l’équipe d’imagerie de la sonde Cassini, lancée vers Saturne en 1997. André Brahic n’était pas du genre à s’arrêter aux tristes contingences humaines : son rêve était de lancer une nouvelle sonde vers Neptune, avec une arrivée prévue en 2057 soit pour ses… 115 ans. « Si vous m’interviewez en 2059, je serai peut-être un peu fatigué… », s’amusait-il en évoquant son projet.
Lorsqu’il quittait les étoiles, il avait un credo : la lutte « contre les homos tristus en faveur des homos rigolus, moins nombreux mais plus utiles », disait-il, plaidant pour que le monde aille mieux grâce à « une petite dose d’enthousiasme et d’envie ». De l’enthousiasme, lui en possédait plein et voulait le transmettre, n’hésitant pas à recourir à l’humour. A coup de livres, conférences ou interviews, il entendait corriger un défaut du monde : « La science est absente de la société civile », regrettait-il dans une interview en 2012 au Figaro magazine. S’il était candidat à la présidence de la République, ajoutait-il, son programme tiendrait en trois mots : « la recherche, la culture et l’éducation. (…) Je rêve d’un ministère de l’Avenir ou du Long Terme où l’urgence n’occulterait pas l’important. » En cas de violences dans les banlieues, souriait-il, « envoyez les astronomes d’abord, la police après ».
Doté d’un talent rare de vulgarisateur, il n’hésitait pas à user d’images saugrenues pour expliquer la science, quitte parfois à désespérer certains de ses confrères. Ainsi de Saturne vue de la Terre, narre Sciences et Avenir : « L’été, si vous photographiez un personnage à contre-jour en maillot de bain sur la plage - genre photo romantique - vous verrez sa silhouette et ses poils qui brillent, racontait-il en conférence. Saturne, depuis la Terre, c’est pareil ! Sauf qu’à la place des poils, ce sont les poussières qui entourent la planète. »
Les histoires que nous racontent les pierres…
Avertissement : n’espérez ou ne craignez aucun animisme dans ce texte. Nous n’écoutons pas les pierres parler ou pleurer, nous n’entendons pas un message spirituel issu de leur magnétisme. Non, nous disons seulement que l’histoire de la Terre (et aussi les histoires locales) est inscrite dans les pierres, si on apprend à l’y lire.
« Rester de pierre », « rigide comme un roc », « indéplaçable comme les montagnes », « inerte comme la matière », « figé comme une pierre », « éternel comme les montagnes », les expressions sont nombreuses pour montrer quelle idée reçue nous empêche de comprendre les roches, les pierres, les montagnes, la matière dite inerte.
Chacun d’entre nous considère que les pierres, les roches, les montagnes, les corps solides sont les moins dynamiques de toute la matière et pourtant… Pourtant, voici ce qu’en disait un scientifique étudiant ces pierres qui ne « restent pas de pierre » c’est-à-dire qui ne restent pas immuables, éternelles, inchangées et inchangeables.
« Deux siècles de sciences ont formalisé la notion d’équilibre, alors que les systèmes qui nous occupent sont très éloignés de l’équilibre. »
Vincent Fleury, dans « Arbres de pierre »
Les pierres ont été formées, sont nées, ont eu un développement puis connaissent une dégradation et une désagrégation… Pourtant, tout le monde considère la matière comme figée, conçue une fois pour toute, non dans sa dynamique mais comme un simple équilibre. L’équilibre n’explique nullement la matière. L’équilibre ne permet pas de concevoir les contradictions dialectiques du réel…
La matière inerte comme la matière vivante n’est concevable que dans sa dynamique contradictoire et dialectique. Elle n’est pas une somme d’objets fixes, figés que l’on doit mettre ensuite en relation et en interaction. Elle est, au contraire, en plein développement historique, fait d’événements, de chocs, de ruptures, de transformations dynamiques sans lesquelles rien de ce qui fait la matière « inerte » ne serait concevable…
A l’équilibre, que se passerait-il pour la matière ? Les galaxies s’écraseraient sur elles-mêmes tout comme les atomes ! Les montagnes ne s’effondreraient jamais, ne s’éroderaient jamais ! Les roches ne se dissoudraient jamais !
Un électron à l’équilibre est tout aussi inconcevable qu’un atome à l’équilibre ou une roche à l’équilibre, ou encore un être vivant à l’équilibre. Tous sont absolument inséparables d’une situation loin de l’équilibre car, comme l’a montré Ilya Prigogine, ce sont des « structures loin de l’équilibre ».
L’interaction avec l’environnement est du non-équilibre en termes de matière et d’énergie.
La dynamique est aussi indispensable pour construire ces structures que celles du nuage. Sans les mouvements permanents au sein d’un nuage, cette énorme masse d’eau chuterait immédiatement en pluie ! Sans les mouvements permanents au sein de la particule, du noyau, de l’atome, de la molécule et du corps « solide », « compact », « inerte », aucune de ces structures ne pourraient naître et se conserver, en changeant sans cesse à l’intérieur, en échangeant sans cesse des éléments avec l’environnement.
L’existence de structures du non-équilibre est tout à fait contraire avec les notions du bon sens sur la matière. Chacun croit savoir que les pierres ne bougent pas d’elles-mêmes, ne changent pas, ne sont le siège d’aucun processus spontané et dynamique. Aristote à théorisé ce type de conceptions figées sur la matière. Il a non seulement considéré le mouvement comme séparé de l’existence de l’objet mais admis que l’objet est indépendant de son environnement. Les sciences ont reconstitué, difficilement, l’existence d’un seul univers : matière-mouvement-énergie-espace-temps-lumière, univers que l’on ne peut pas décrire par une conception photographique et figée. La matière est inséparable de son histoire.
Les roches racontent toutes une histoire. Les unes sont issues des explosions volcaniques, des irruptions en surface du magma brûlant sous-jacent. Les autres, accumulées au fond des mers, ont subi la surrection des montagnes qui les ont fait surgir à la surface tout en les comprimant, en les cristallisant. Il y a des processus extrêmement lents, de longues périodes où rien ne se passe ou quasiment rien et de courtes périodes de changement brutal, massif, qualitatif et violent.
Les roches témoignent de ces révolutions de l’histoire de la Terre, des changements brutaux qui ont été déterminants pour fabriquer le monde qui est aujourd’hui sous nos yeux.
On a souvent l’idée d’un mouvement très lent, d’un refroidissement graduel, d’une accumulation lente au fond des océans, d’une cristallisation très lente des corps dissous dans les eaux, d’une lente montée des montagnes, d’une lente dérive des continents, d’une lente érosion des montagnes, d’une lente coulée des eaux réalisant cette érosion et s’écoulant encore lentement vers les mers et océans. Mais ces lenteurs sont toutes ponctuées d’événements brutaux qui sont déterminants pour l’existence des structures de la matière :
– émissions radioactives de la matière
– éruptions volcaniques
– tremblements de terre
– ruptures brutales des fissures terrestres
– cassure des roches
– action brutale du gel
– transitions de phase brutales au sein de la matière
– sauts quantiques au sein de la particule, de l’atome, de la molécule et du vide
etc, etc…
Les stabilités structurelles qui en résultent sont toutes fondées sur la dynamique du non-équilibre et non sur l’équilibre même si les lois qui décrivent le résultat s’écrivent en termes d’équilibre.
Deux forces dynamiques qui s’affrontent peuvent sembler, un temps, au calme mais c’est une vision illusoire de confondre le seuil d’égalité des forces avec l’inerte, le figé, l’immobile ou l’immuable…
La loi, l’ordre, la structure, l’équilibre, la stabilité sont l’image photographique d’un phénomène, la vision calme de l’aboutissement d’un phénomène violent.
On peut trouver du calme dans un ciel nocturne en regardant les étoiles mais leur naissance reste une explosion d’une extraordinaire violence, la mise en action d’une énergie incroyable et qui a formé toutes les molécules lourdes, donc toutes les bases de ces roches, de ces pierres, de ces montagnes. Rien d’inerte, de stable, d’équilibré dans la naissance d’une étoile par déclenchement d’un mécanisme d’explosions thermonucléaires auto-entretenu, ni dans les explosions des supernovae des plus grosses étoiles, qui fondent les éléments les plus lourds de la matière ! Rien d’inerte ni d’immuable, à l’autre extrême, dans la dynamique de la particule, du noyau et de l’atome ! C’est, au contraire, à une agitation considérable que sont dues toutes ces structures.
C’est la pensée humaine qui a tendance à figer, à rendre inerte, à rendre calme et continu ce qui est brutal et discontinu, à photographier la réalité dynamique. Il y a tout un mouvement indispensable de la pensée philosophique pour voir, dans un paysage calme aujourd’hui, les mouvements brutaux qui lui ont donné naissance.
Vincent Fleury dans « Arbres de pierre » :
« Dans un article connu seulement de quelques historiens des sciences, M. René Antoine Ferchault de Réaumur (1683-1757) – le savant académicien inventeur du thermomètre en 1730 – traite d’un sujet en apparence risible : « Sur la nature et la formation des cailloux ». Il s’agit d’un Mémoire, paru dans les Histoires et Mémoires de l’Académie royale des sciences en 1721. (…) Comment se forment les cailloux fut donc, à un moment donné de l’histoire, une question scientifique extrêmement sérieuse. Cette question, d’abord théorique, de Réaumur aboutira à une application, si l’on ose utiliser ce terme en la circonstance : Bazin a arrosé pendant trois ans une petite boule de glaise. Au bou des trois ans, il ouvrit la boule argileuse et trouva en son sein, pour sa plus grande joie, un petit caillou. Cette simple expérience assuré son nom pour la postérité : Bazin est le créateur du premier gravier artificiel et l’homme qui démontré, par l’expérience, que la matière dont sont faites les pierres est emportée par l’eau. Cette découverte, à tous égards, est sensationnelle. Si la question est d’importance, au moment où écrit Réaumur, c’est tout simplement parce qu’on ne savait pas (en 1721) comment se formaient les solides, les cailloux, les pierres, les roches, les sables, les cristaux, bref : tout ce qui nous entoure, y compris les montagnes, les vallées, les rochers au bord des côtes, sans parler des fonds marins ou des entrailles de la Terre. (…) Il est difficile, répétons-le, de s’imaginer l’enjeu d’une question scientifique aussi banale que : comment se forme un caillou ? (…) Bourguet ne s’y est pas trompé qui, en 1745, dans son « Traité des pétrifications », adresse à Réaumur cette superbe dédicace :
« L’origine des pierres paraît d’abord en lui-même un sujet peu important ; mais il n’est pas nécessaire de dire à un philosophe tel que vous qu’il l’est infiniment, parce qu’il n’est pas indifférent pour le genre humain qu’il y ait des pierres, et que leur origine est nécessairement liée à l’origine même de notre globe. »
Sans aller jusqu’à chercher dans les pierres l’origine de notre planète, nous pouvons relever que la question de la formation des pierres contient déjà en germe celle de la « morphogenèse » : comment une chose partie de rien acquiert-elle une « forme » ? »
Lire ici sur le travail de Réaumur
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« Sciences de la Terre et de l’Univers », ouvrage collectif de Brahic, Hoffert, Schaaf et Tardy :
« Toute roche affleurant à la surface de la Terre, qu’elle soit magmatique, métamorphique ou sédimentaire, est un déséquilibre physico-chimique par rapport à son milieu de formation. Et ce déséquilibre est d’autant plus grand que les conditions qui règnent à la surface di globe sont éloignées de celles qui ont conduit à la genèse de la roche. (…) Ainsi, une roche qui se situe dans un contexte d’augmentation de pression et de température se transforme progressivement par métamorphisme, c’est-à-dire à l’état solide. La surface du globe correspond à un milieu de dépôts de sédiments, mais non à un milieu de formation de roches, à l’exception de quelques types dans des conditions exceptionnelles comme les roches d’origine biologique (tels les récifs de coraux), quelques roches de précipitation saline ou encore les roches issues du refroidissement des magmas volcaniques. Les roches qui constituent la surface du globe terrestre se sont formées en profondeur, par des mécanismes variés, qu’il s’agisse des roches plutoniques, métamorphiques ou sédimentaires. Elles ont été disposées à la surface soit par des phénomènes tectoniques, soit par la disparition des roches qui les surmontaient, suite à une longue action des mécanismes de l’altératione t de l’érosion. Dès le moment où elles se retrouvent à la surface, elles vont se transformer. Elles constituent des « rochesmères » à partir desquelles va débuter le cycle sédimentaire qui va transformer progressivement la roche-mère en nouvelles phases qui serviront à l’élaboration de sédiments qui donneront ultérieurement des roches sédimentaires. Un paysage est le résultat des transformations antérieures subies par les roches-mères à l’affleurement en ce lieu. Il est, simultanément, un ensemble de « roches-mères » à partir duquel vont se faire les transformations actuelles et futures qui le modifieront en permanence. (…) Pour une même roche-mère, selon le lieu d’affleurement et la période à laquelle elle devient roche-mère, son évolution dans le cycle sédimentaire sera différente et les phases auxquelles elle donnera naissance auront des caractéristiques issues de la singularité du cycle sédimentaire à partir duquel elles se seront formées. Les phases ultimes de la transformation d’une roche-mère sont des particules (minéraux, fragments de roche, fragments organiques…) et des ions. Ces phases serviront à l’élaboration des sédiments, puis des roches sédimentaires. Le cycle sédimentaire comprend plusieurs étapes : altération, érosion, transport, sédimentation, diagenèse, à l’issue desquelles de nouvelles roches sédimentaires sont formées. (…) A partir de la nature, l’organisation et la répartition dans l’espace et dans le temps des roches sédimentaires, on peut tenter de lire le message ainsi préservé, afin de reconstituer l’histoire de la Terre. (….) L’analyse du faciès d’une roche a pour but d’étanlir les conditions physico-chimiques qui existaient au moment de la mise en place des particules ou des minéraux (lithofaciès), ainsi que l’environnement que cela constituait pour le monde vivant (biofaciès). (…) Dès les premières études géologiques, la prise de conscience de la possibilité de recréer des paysages anciens, puis des images successives de la surface de la Terre a été à l’origine d’une des orientations majeures des sciences de la Terre : la géologie, dont le terme indique la finalité qui est de décrypter et de raconter l’hsitoire de la planète Terre. Cependant, tenter de raconter une telle histoire se heurte a priori à deux obstacles majeurs : la qualité et la quantité des informations préservées, ainsi que la nécessité de disposer d’une subdivision des temps associée à une évaluation des durées. Il est certain que des dépôts successifs qui se font à la surface de la Terre, seule une très faible proportion est fossilisée. Une partie de ces dépôts, avant même d’être enfouis, sont érodés à leur tour pour servir de matériel à une sédimentation ultérieure. (…) Il est évident que le problème de l’âge et de la durée de mise en place d’une strate ou d’une structure sédimentaire est primordial. (…) La morphologie de la surface de la Terre résulte de l’action antagoniste de forces d’origine interne qui contribuent à l’élaboration du relief par l’action de forces horizontales, et de celle de forces externes qui déterminent les facteurs climatiques dont les mécanismes tendent à niveler la topographie. Ainsi, tout point à la surface du globe enregistre à tout instant le triple effet des causes internes (tectoniques), des causes externes (astronomiques) et des causes biologiques (du moins depuis l’apparition de la vie sur Terre). »
Messages
1. Les histoires que nous racontent les pierres, 21 octobre 2017, 08:20, par Robert Paris
Ce que l’on pensait autrefois du mécanisme de la formation des roches et des montagnes :
Rapporté par d’Holbach en 1751
Rapporté par Alphonse Esquiros en 1873