Certains affirment lire l'avenir dans le marc de café. Des chercheurs américains, eux, se sont penchés sur les empreintes laissées au sol par les gouttes de pluie pour lire le passé: celui de la Terre voici 2,7 milliards d'années.
À l'époque, le Soleil était encore jeune et brillait plus faiblement qu'aujourd'hui, jusqu'à 30% de moins. En théorie, ses rayons n'étaient même assez puissants pour que la température dépasse 0° C à la surface de la Terre.
Et pourtant, les géologues ont la preuve formelle que de l'eau liquide existait en abondance sur notre planète à cette date, et même probablement déjà il y a quatre milliards d'années.
Comment sortir de ce «paradoxe du jeune Soleil faible»? Les scientifiques avancent traditionnellement plusieurs théories pour expliquer une température compatible avec de l'eau à l'état liquide, principalement une atmosphère beaucoup plus dense qu'aujourd'hui, une forte concentration de gaz à effet de serre (GES) ou une combinaison des deux.
Pour tenter de résoudre cette contradiction, des spécialistes en sciences de la Terre et en exobiologie de l'Université de Washington à Seattle (États-Unis) ont choisi une autre méthode: observer les impacts de gouttes d'eau fossilisés voici 2,7 milliards d'années, retrouvés sur des roches volcaniques en Afrique du Sud, pour en déduire la nature de l'atmosphère qui prévalait à l'époque.
Aussi originale qu'elle puisse paraître, l'idée est simple: plus l'atmosphère est dense, plus une goutte de pluie peine à la traverser. La vitesse à laquelle la goutte touche le sol est donc inversement proportionnelle à la pression atmosphérique.
En étudiant la taille des impacts des gouttes, les chercheurs peuvent donc en déduire leur vitesse, et par extension la nature de l'atmosphère.
Mais l'impact d'une goutte dépend aussi d'autres paramètres, notamment la taille de cette goutte. «Des recherches ont montré qu'une goutte de pluie dépasse rarement six millimètres à la surface de la Terre», indépendamment de la pression atmosphérique, expliquent les auteurs de l'étude dans un communiqué.
«Dans l'atmosphère d'aujourd'hui, ces grosses gouttes de pluie tombent à une vitesse d'environ 9 mètres par seconde, mais si l'atmosphère ancienne était plus épaisse, cette vitesse aurait été plus faible et par conséquent la taille des empreintes au sol plus petites», ajoutent-ils.
Pour résoudre cette équation à multiples inconnues, Sanjoy Som et son équipe ont donc tout simplement fait tomber des gouttes de différentes tailles dans une cendre volcanique de même composition que les roches sud-africaines renfermant les impacts fossiles.
Il ne leur restait plus alors qu'à comparer les deux séries d'empreintes.
Selon l'étude, publiée mercredi dans la revue britannique Nature, «si les plus grosses empreintes ont été effectivement laissées par les plus grosses gouttes, la pression atmosphérique voici 2,7 milliards d'années ne pouvait pas dépasser deux fois celle que nous subissons actuellement».
Mais ces très grosses gouttes étant relativement rares, il est plus probable que l'atmosphère ancienne était comparable à celle d'aujourd'hui, et peut-être même moitié moins dense, estiment les chercheurs.
Une forte concentration en gaz à effet de serre serait donc la principale explication à cette température élevée de la Terre à l'époque, concluent-ils.
Ces recherches sur l'atmosphère terrestre sont également riches d'enseignements pour la recherche de planètes propices à l'apparition de la vie et elles bénéficient d'ailleurs à ce titre de financements de la Nasa et de la Commission européenne.
«La Terre d'aujourd'hui et la Terre antique sont comme deux planètes différentes», résume Sanjoy Som, qui travaille désormais pour la Nasa.