Copyright © Anja Røyne 2018

L’édition originale de cet ouvrage a été publiée en 2018 sous le titre Menneskets grunnstoffer. Byggeklossene vi og verden er laget av. (Kagge Forlag).

Printed in agreement with Stilton Literary Agency.
Imprimé avec l’accord de Stilton Literary Agency.

This translation has been published
with the financial support of NORLA.
Cette traduction a été publiée avec l’aide financière de NORLA.

Direction artistique : Nicolas Wiel
Couverture : Julie Coinus, d’après Charlotte Sabelle (Kagge Forlag)

© Dunod, 2022
11 rue Paul Bert, 92240 Malakoff
www.dunod.com

ISBN : 978-2-10-083867-7

Ce document numérique a été réalisé par PCA

Prologue

Notre fantastique et catastrophique relation à la planète

Vous et moi faisons partie de la vie qui un jour a émergé sur notre planète. Notre corps est constitué d’atomes qui se sont formés en même temps que l’Univers. À mesure que mes enfants grandissent, c’est avec des matières premières issues de la terre, de l’eau, des roches et de l’air que leurs corps se développent. Un jour, dans le futur, les atomes de mon corps deviendront des arbres, des glaciers et du granit.

Mais nous ne sommes pas seulement de simples corps. Les vêtements que je porte, la maison où j’habite et le couteau dont je me sers pour couper le pain sont tout aussi importants que mes doigts. Sans mines et bulldozers pour produire des engrais artificiels et de la nourriture, nous ne serions probablement pas là.

Tous nos objets et les matériaux qui les composent jouent leur partition dans ce que nous, humains, avons construit ensemble : notre civilisation. Et j’aime la civilisation. J’adore vivre dans une maison bien chauffée et visiter de nouveaux endroits. J’ai du mal aujourd’hui à imaginer une existence sans l’accès à toutes sortes de connaissances grâce à quelques lettres tapées sur un clavier, même si j’ai grandi avec des dictionnaires dans la bibliothèque et des lettres manuscrites dans la boîte aux lettres.

Chaque jour, on construit de nouvelles fenêtres, de nouveaux téléphones portables et de nouveaux êtres humains. C’est incroyable que ce soit possible. Mais d’où viennent les matières premières de toutes ces choses, nourriture ou êtres vivants ? Notre planète connaîtra-t-elle un jour une pénurie de ces éléments qui fera que tout s’arrêtera ?

Nous débattons beaucoup de l’environnement. De l’impact de notre consommation sur l’eau, la terre et l’air. Nous discutons des espèces qui meurent au même rythme que lorsque la chute d’une énorme météorite a entraîné l’extinction de tous les dinosaures. De l’océan qui se remplit de tant de déchets qu’il n’y aura bientôt plus de place pour les poissons. Et surtout, nous nous inquiétons du pétrole et du charbon que nous brûlons dans des centrales électriques et des voitures, et qui sont en passe de changer le climat, rendant de nombreuses zones sur Terre inhabitables dans un avenir proche.

Le débat sur la dégradation de l’environnement me donne souvent la sensation d’être impuissante. Quelle est ma place dans ce contexte ? Est-ce ma faute si les espèces s’éteignent ? Quel monde vais-je laisser à mes enfants ? Y a-t-il quelque chose que je puisse faire qui ne soulage pas seulement ma conscience, mais contribue réellement à ce que le monde évolue dans le bon sens ? J’ai écrit ce livre pour que vous et moi puissions parler de ce sujet : la manière dont nous fabriquons les choses, la nourriture et, pour finir, nous-mêmes, a des conséquences à la fois extraordinaires et catastrophiques. Il faut d’abord savoir de quoi on parle avant de chercher des solutions qui auront un impact pour les générations à venir.

Chapitre 1

L’histoire du monde et des éléments en sept jours

L’histoire des éléments remonte à la naissance de l’Univers. Cette histoire est longue, si longue que cela dépasse presque les limites de la compréhension humaine. Alors pour rendre les choses un peu plus faciles, je vais m’inspirer du mythe de la création dans la Genèse et raconter l’histoire du monde en sept jours.

Dans cette histoire, je réduirai un milliard d’années à une demi-journée, un million d’années à trois quarts de minute, et mille ans s’écouleront en quarante-quatre centièmes de seconde. L’Univers est né il y a 13,8 milliards d’années, mais dans ce récit, l’aube des temps s’est levée lorsque l’horloge a sonné minuit, dans la nuit du dimanche au lundi. Quand vous aurez lu ce chapitre, ce sera de nouveau dimanche soir et l’horloge sonnera de nouveau minuit.

Lundi : la naissance de l’Univers

Au commencement, il n’y avait ni temps ni espace. Comment et pourquoi tout se mit en place est compliqué à expliquer, mais nous savons que tout débuta par un moment de densité extrême à partir duquel intervint une première expansion, l’inflation cosmique. Cet instant initial – que nous connaissons sous le terme de « big bang » – dispersa de l’énergie dans l’Univers nouveau-né dans toutes les directions. Après ce début chaotique, le jeune Univers subit les lois de la nature que nous connaissons dans notre monde actuel.

De même que chez moi, la poussière s’accumule pour former des moutons (si on lui en laisse le temps !), l’énergie dans l’Univers finit peu à peu par s’agglutiner. Ces grumeaux, ou particules d’énergie, sont ce que nous appelons la masse : la matière, la substance, ce qui est tangible, ce qui constitue tout ce que l’on peut potentiellement toucher et palper dans l’Univers. Mon corps, mes biens et la planète sur laquelle nous vivons – absolument tout ce dont nous nous entourons est constitué d’atomes. Les atomes sont composés de trois types de particules : les protons, les neutrons et les électrons. Protons et neutrons sont étroitement liés dans le noyau de l’atome, et c’est le nombre de protons dans le noyau qui détermine la nature de l’élément constitué par l’atome. Si le noyau devait se débarrasser de quelques protons ou en recevoir de nouveaux, l’atome deviendrait un autre élément. Au point de départ, un atome aura autant d’électrons que de protons, mais les électrons tournent autour du noyau, sur une orbite, et peuvent être échangés entre atomes au cours de ce que nous appelons des réactions chimiques.

Protons, neutrons et électrons surgirent dans la soupe incandescente d’énergie et de masse qu’était le jeune Univers. Protons et neutrons se collèrent et devinrent des noyaux atomiques dans les éléments hydrogène, hélium et lithium. Ces éléments – les plus petits et les plus légers – ont respectivement un, deux et trois protons dans leur noyau atomique. Aujourd’hui, l’hydrogène est un composant de base de l’eau et des molécules organiques qui constituent les êtres vivants. Ainsi, votre corps est composé de presque 10 % d’hydrogène, et à ce titre, vous venez tout droit de la naissance de l’Univers !

À minuit et seize secondes, l’Univers avait suffisamment refroidi pour que les électrons puissent s’attacher aux noyaux atomiques sans se détacher aussitôt. Alors pour la première fois, la lumière put se déplacer sans être arrêtée par les électrons brûlants. Peu après minuit, la lumière fut visible dans l’Univers – même si personne n’était là pour la voir.

Au cours des douze heures suivantes, la masse continua à s’agglutiner. D’énormes nuages d’atomes se formèrent et avant 3 h du matin, des amas de ces nuages devinrent les toutes premières galaxies. L’une de ces galaxies s’avéra être la Voie lactée, notre maison. Aujourd’hui, la Voie lactée n’est qu’une galaxie parmi les plus de deux mille milliards d’autres galaxies que compte l’Univers.

À 6 h du matin, certains nuages d’atomes étaient devenus si gros qu’ils s’effondrèrent sous leur propre poids. C’est ainsi qu’apparurent les premières étoiles. Dans l’une d’elles – un agglomérat de matière qui était considérablement plus gros que notre propre Soleil ne l’est aujourd’hui –, échouèrent des atomes d’hydrogène qui se transformèrent en oxygène, celui-là même que vous inspirez en ce moment précis.

Le poids de tous les atomes autour pressa ces atomes d’hydrogène les uns contre les autres avec une force gigantesque. Dans un premier temps, cela eut pour effet de détacher les électrons des noyaux. Ensuite, la pression se fit si intense que cela provoqua la fusion des noyaux d’hydrogène qui formèrent de nouveaux noyaux d’hélium. Cette fusion libéra de grandes quantités d’énergie qui réchauffèrent la masse atomique, laquelle devint une étoile brillante. Le même processus intervient aujourd’hui dans notre Soleil ; la lumière qui frappe vos yeux quand vous admirez la vue par la fenêtre vient des noyaux atomiques qui entrent en fusion à l’intérieur du Soleil.

Comme la plupart des noyaux d’hydrogène étaient devenus de l’hélium, la libération d’énergie à l’intérieur de l’étoile ralentit. Le centre de l’étoile n’eut plus assez de force pour résister à la pression de la matière environnante et s’effondra. Ainsi commença une nouvelle phase de la vie de l’étoile. L’effondrement força les noyaux d’hélium à se rapprocher si près les uns des autres qu’ils fusionnèrent au cours de nouvelles réactions. Trois noyaux d’hélium – comptant deux protons chacun – se transformèrent en un noyau doté de six protons – c’est-à-dire du carbone. Ensuite, le noyau de carbone fusionna de nouveau avec un noyau d’hélium et forma un noyau à huit protons : l’oxygène – ce noyau atomique se trouve en ce moment précis dans un atome d’oxygène à l’intérieur d’une cellule de globule rouge qui se dirige vers votre cerveau.

À l’intérieur de l’étoile, le processus de fusion des noyaux atomiques se poursuivit pour donner des éléments de plus en plus lourds. 86 % de votre corps est constitué de carbone, d’azote et d’oxygène, formés lors de cette phase. Sur Terre, la pression est trop basse pour fabriquer de tels éléments, aussi avons-nous la certitude que ces composants viennent bel et bien des étoiles. Nous sommes, chacun de nous, des êtres stellaires. De surcroît, le fer dans le sang, le phosphore dans notre squelette et notre ADN, l’aluminium dans nos téléphones portables et le sel (sodium et chlore) que nous mettons sur la nourriture furent créés au cours de cette phase.

Au bout de quelques minutes de notre histoire qui s’étale sur une semaine, la vie de l’étoile s’acheva en une explosion spectaculaire, désormais connue sous le nom de supernova. Au cours de l’explosion, se formèrent des éléments encore plus lourds que le fer, dont le nickel, le cuivre et le zinc. Dans votre maison, les fils électriques sont faits d’un matériau provenant d’une supernova.

Les restes de l’explosion – la matière qui ne fut pas projetée dans l’espace – s’effondrèrent pour devenir une étoile à neutrons. Dans l’étoile à neutrons, tous les noyaux atomiques fusionnèrent pour former un agrégat massif de la taille d’une grande ville – d’environ quinze kilomètres de diamètre – et, en un sens, il s’agit vraiment d’un énorme noyau atomique, même si nous ne le considérons pas comme un élément. Il existe à peu près un milliard d’étoiles à neutrons rien que dans la Voie lactée, mais comme elles sont petites et froides par rapport aux autres étoiles, il n’est pas facile de les repérer.

Lorsque je pense à tout l’espace présent dans l’Univers et à la taille infime des étoiles à neutrons, je trouve que ce qui se passa ensuite paraît infiniment improbable. Pourtant, nous savons que cela a dû se produire. À un moment, lors des premiers jours de l’Univers, deux étoiles à neutrons sont entrées en collision. Cette collision a créé l’or, l’argent, le platine, l’uranium et une longue série d’autres éléments si lourds qu’ils ne peuvent naître qu’au cours d’événements aussi extrêmes. Ces éléments récemment formés furent projetés dans l’espace et se mélangèrent avec les nuages de poussières et d’atomes.

Ainsi naquirent les éléments au premier des sept jours. Des éléments continuent aujourd’hui encore à se créer dans l’Univers, puisque des étoiles naissent et meurent, explosent et entrent sans cesse en collision. Mais sur Terre, les éléments sont relativement constants. Ce n’est que par le biais de processus radioactifs (au cours desquels les noyaux instables d’uranium et d’autres éléments lourds se séparent parfois) que des éléments sont créés et détruits sur notre planète. Même en laboratoire, il est presque impossible de recréer les processus à l’œuvre à l’intérieur des étoiles. Nous avons des possibilités quasiment infinies de créer des matériaux en variant la manière dont nous assemblons les éléments, mais concernant les éléments eux-mêmes, nous devons faire avec ce que nous avons.

De mardi à jeudi : les étoiles naissent et meurent

L’Univers continua sur la même voie les trois jours suivants. Des étoiles naquirent et des étoiles moururent. Des supernovas envoyèrent des ondes de pression et des nuages de matière dans l’espace. Sachant qu’hydrogène et hélium fusionnaient constamment pour constituer de nouveaux éléments à l’intérieur des étoiles, la quantité totale d’hydrogène et d’hélium dans l’Univers diminua, tandis que la quantité d’éléments lourds augmenta.

Vendredi : la formation du Système solaire

À 16 h vendredi, une étoile mourut dans notre voisinage. L’onde de pression de la supernova comprima de la poussière et du gaz dans un nuage contenant l’oxygène que vous venez d’inspirer. Ceci déclencha une réaction en chaîne dans laquelle les agrégats de matière devinrent suffisamment lourds pour attirer la poussière et le gaz aux alentours, et plus ils grossirent, plus ils absorbèrent l’espace autour d’eux. Trois quarts d’heure plus tard, le nuage était devenu une étoile, avec plusieurs planètes orbitant autour d’elle. Cette étoile, c’est notre Soleil – le centre de notre Système solaire.

Toutes les planètes orbitent autour d’une étoile. Plus la planète se situe près de l’étoile, plus elle est réchauffée par les radiations provenant des réactions nucléaires à l’intérieur de l’étoile. Dans notre Système solaire, les planètes les plus proches devinrent extrêmement chaudes. Aujourd’hui, les températures au sol y sont supérieures à 400 °C. En revanche, les planètes plus lointaines se refroidirent et malgré les rayons du Soleil, la température n’y dépasse jamais 0 °C. Quant aux planètes encore plus éloignées, ce sont des mondes gelés à environ – 185 °C.

Mais pour une seule planète, la distance par rapport au Soleil était juste celle qu’il fallait. Dans la zone habitable autour du Soleil, la température sur cette planète pouvait être suffisamment basse pour que l’eau ne s’évapore pas et en même temps suffisamment élevée pour qu’elle ne gèle pas. Cette planète, la Terre, deviendrait notre foyer.

Au début, toutefois, la Terre était incandescente – en réalité complètement liquide. Elle était aussi constamment bombardée par des météorites plus ou moins grosses. Une ou plusieurs de ces pierres la frappèrent avec une telle force que la matière projetée après la collision s’agglutina en orbite autour d’elle, devenant la Lune.

Tandis que notre planète refroidissait progressivement dans l’espace glacial, des éléments lourds tels le fer, l’or et l’uranium s’enfoncèrent jusqu’au milieu du globe liquide. Les éléments plus légers, dont le silicium et les ingrédients principaux de votre corps – carbone, oxygène, hydrogène et azote – demeurèrent à l’extrême limite de la surface, finissant par former une croûte solide de roche siliceuse, avec une atmosphère gazeuse tout autour.

Dans cette première atmosphère, se formèrent des molécules, des groupes d’atomes dans lesquels deux atomes d’hydrogène se lièrent avec un atome d’oxygène, créant ainsi l’eau. À 18 h 30, la température était devenue suffisamment basse pour que les molécules d’eau présentes dans l’atmosphère s’agglutinent et forment des gouttes. Quand celles-ci devinrent suffisamment grosses et lourdes, elles tombèrent en pluie à la surface et créèrent la première mer chaude.

Dans les profondeurs de la mer, un phénomène presque magique se produisit. Le carbone, l’hydrogène et l’oxygène se lièrent à de grosses molécules ainsi qu’à de plus petites quantités de soufre, d’azote et de phosphore. À un moment donné, certaines de ces molécules développèrent une structure qui leur permit de se dupliquer, en amenant des éléments situés à proximité à s’accrocher exactement de la même manière. Ceci constitue la base de la vie. Quand ces molécules passèrent-elles du stade de système chimique complexe à celui de quelque chose de vivant ? La vie a-t-elle surgi en un lieu, une fois, ou bien s’est-elle implantée sur Terre après d’innombrables tentatives ? Pour l’instant, les chercheurs n’ont pas de réponse claire sur le sujet, mais nous sommes la preuve que la vie a réussi.

Nous, humains, ne pourrons jamais profiter des métaux qui s’enfoncèrent au cœur de la planète : ils sont tout simplement enfouis beaucoup trop profondément. Par bonheur, il se produisit à partir de 22 h le vendredi un événement qui s’avérerait déterminant pour le développement de notre société : le restant de la soirée, la Terre subit un véritable bombardement de météorites. Les chercheurs ne savent pas vraiment pourquoi. Selon une théorie, les plus grandes planètes auraient ajusté leurs orbites et ainsi perturbé le déplacement d’autres matériaux dans le Système solaire. Quoi qu’il en soit, le métal contenu dans ces météorites frappa toute la croûte terrestre, sans atteindre le centre de la Terre car l’écorce terrestre était devenue plus solide. Ce sont ces métaux que nous utilisons aujourd’hui pour fabriquer des voitures et des fourchettes.

Environ une demi-heure avant minuit, l’écorce de la Terre commença à se fissurer et à bouger. Celle-ci est toujours constituée de plaques qui flottent autour du manteau terrestre, formant un océan de roches visqueuses. Ici, en surface, il fait désormais si froid que lorsque la roche en fusion suinte à travers les failles entre les plaques, elle se solidifie aussitôt et devient une nouvelle croûte terrestre. C’est pourquoi les plaques changent tout le temps de forme, étant donné qu’elles bougent les unes par rapport aux autres. Lorsque les continents sur deux plaques différentes entrent en collision, de grandes chaînes de montagnes se forment – comme l’Himalaya en ce moment même, puisque l’Inde pousse vers l’Asie par le sud. En beaucoup d’endroits, une plaque avec des fonds marins minces se glisse sous la croûte continentale plus épaisse d’une autre plaque. C’est ce qui se produit aujourd’hui le long de la côte pacifique d’Amérique du Sud. Ailleurs, les plaques terrestres se frottent les unes contre les autres, bord à bord. Si elles restent coincées, cela peut déclencher d’importants tremblements de terre quand enfin elles glissent de nouveau, concassant des roches et laissant de vastes réseaux de failles se propager à travers les roches-mères.

La danse des plaques terrestres est connue sous l’appellation tectonique des plaques. Dans notre Système solaire, la Terre est l’unique planète à disposer d’une telle surface active. Il n’est pas facile de savoir pourquoi seules les croûtes terrestres dansent, mais sans cela, la Terre aurait été une planète morte. La tectonique des plaques constitue la ligne d’assemblage et la force motrice de la Terre à l’origine de tout ce qui fait de notre planète un endroit aussi passionnant. Ce mouvement recycle les matériaux terrestres en faisant remonter à la surface tout ce qui a été charrié dans la mer par l’eau et le vent, et qui est resté enfoui au fond des océans pendant des millions d’années. Il crée des failles dans la croûte terrestre, par lesquelles l’eau en mouvement peut faire remonter des éléments des profondeurs. Aujourd’hui, c’est dans les vestiges de ces failles que nous exploitons l’or et d’autres métaux.

Samedi : les débuts de la vie

Le bombardement de l’écorce terrestre dura jusqu’à environ 00 h 45 samedi matin. Ensuite, les choses se calmèrent. Avant 5 h 30 du matin, la Terre avait développé son propre champ magnétique : un bouclier invisible empêchant les particules les plus riches en énergie et les plus nocives émises par le Soleil de l’atteindre. Sans cette protection, il nous aurait fallu nous terrer dans des grottes souterraines pour survivre.

À peu près au même moment que le champ magnétique, les premiers organismes unicellulaires firent leur apparition.

En réalité, les organismes vivants ne sont rien d’autre que de petites machines utilisant l’énergie présente dans leur environnement pour se dupliquer. Ces organismes peuvent, bien sûr, avoir plusieurs autres fonctions : enregistrer ce qui se passe autour d’eux, se déplacer ou communiquer entre eux. Tandis que nos corps tirent leur énergie de la nourriture que nous mangeons, les chercheurs pensent que les toutes premières créatures vivantes de la Terre recueillaient l’énergie dont elles avaient besoin dans des composants chimiques dans les profondeurs des océans. Il existe encore des écosystèmes entiers vivant dans l’obscurité totale dans laquelle sont plongées les zones de glissement des plaques terrestres entre elles. Ici, à travers des structures ressemblant à des cheminées, une eau riche en minéraux remonte des fonds marins, et les liaisons chimiques dans ces minéraux contiennent de l’énergie dont peuvent bénéficier les êtres vivants.

Aujourd’hui, presque toute la vie sur Terre tire son énergie du Soleil, soit directement par photosynthèse, soit en mangeant des molécules contenant de l’énergie solaire stockée. Durant la photosynthèse, l’énergie de la lumière solaire est utilisée pour décomposer le gaz carbonique et l’eau en carbone, hydrogène et oxygène. Ensuite, les atomes s’assemblent dans de nouvelles combinaisons pour former les molécules riches en énergie que nous connaissons sous les noms d’hydrates de carbone, protéines et matières grasses. La photosynthèse fut probablement développée par des bactéries dans la mer vers 15 h le samedi. De nos jours, toutes les plantes vertes, les arbres et les algues bleues (les cyanobactéries) ont recours à la photosynthèse. L’ensemble des matières dans ces organismes contient une petite quantité d’énergie solaire.

Lorsque le gaz carbonique et l’eau se muent en matières végétales, il se produit un excès d’atomes d’oxygène. Les organismes utilisant la photosynthèse libèrent ces atomes d’oxygène sous forme de molécules d’oxygène, dans lesquelles deux atomes d’oxygène sont liés. Les molécules d’oxygène ont une forte tendance à réagir avec d’autres composés. Nous connaissons ce phénomène avec le feu, qui n’est rien d’autre que de l’oxygène réagissant au carbone ou à d’autres substances inflammables et libérant de l’énergie sous forme de chaleur. Nous ne pourrions donc pas trouver de molécules d’oxygène, que ce soit dans la mer ou dans l’atmosphère, si elles n’étaient pas continuellement produites par une source quelque part. L’oxygène gazeux si vital pour nous est produit en permanence par photosynthèse, mais dans la toute première atmosphère sur Terre, il n’y avait pas de molécules d’oxygène et aucun des premiers organismes n’avait non plus besoin d’oxygène pour survivre.

Avant le début de la photosynthèse, les océans du monde contenaient de grandes quantités de fer dissous, ce qui n’est plus le cas aujourd’hui. À notre époque, le fer entrant en contact avec l’eau développe très vite une surface rouge et rugueuse qui casse facilement. Ce matériau rouge – la rouille – est une réaction chimique entre le fer et l’oxygène. Tant qu’il y aura de l’oxygène dans l’air et dans l’eau, le fer non protégé rouillera.

Samedi après-midi, entre 15 h et 18 h 45, les océans commencèrent à rouiller. Tout l’oxygène produit lors de la première photosynthèse réagit avec le fer, et la rouille qui en résulta coula au fond. Petit à petit, celle-ci forma d’épaisses couches de roche stratifiée couleur rouille. Aujourd’hui, nous extrayons cette roche rouge, désolidarisons l’oxygène du fer dans de grands fours et utilisons le métal ferreux pour fabriquer des couteaux et des rails de chemin de fer.

Quand la plus grande partie du fer fut rouillée, les molécules d’oxygène commencèrent à s’accumuler dans les océans. L’oxygène était un poison mortel pour la plupart des premières créatures de la planète – ainsi, la photosynthèse conduisit à la plus grande extermination de masse des espèces que la planète ait connue. Pourtant, certaines créatures avaient appris à utiliser l’oxygène à leur profit, en se servant de l’oxygène présent dans leur environnement pour libérer l’énergie solaire stockée dans les organismes qu’elles avaient mangés. Ce faisant, elles se procurèrent l’énergie nécessaire pour effectuer leurs processus vitaux sans avoir à effectuer la photosynthèse par elles-mêmes.

Alors que des myriades de formes de vie succombèrent à cet oxygène toxique, les organismes qui utilisaient l’oxygène en tirèrent un avantage considérable. Nous sommes les descendants de ces organismes. L’énergie que vous dépensez en lisant ces pages – pour bouger les yeux et transformer le texte en information dans le cerveau – vient d’une réaction chimique dans laquelle l’oxygène et les hydrates de carbone deviennent du dioxyde de carbone et de l’eau à l’intérieur des cellules du corps.

Lorsque l’eau de mer fut saturée d’oxygène, l’oxygène gazeux commença à sortir des océans et à se libérer dans l’atmosphère. Ce changement se traduisit par de grands bouleversements sur Terre. Notre planète irradie constamment de la chaleur dans l’espace, et la température à sa surface est fortement affectée par la quantité de rayonnement thermique captée par les gaz dans l’atmosphère. C’est ce que nous appelons l’effet de serre. L’atmosphère primitive était riche en méthane, qui absorbe une grande partie du rayonnement thermique, maintenant la surface de la Terre au chaud. Lorsque l’oxygène gazeux de l’atmosphère se mit à décomposer le méthane, l’effet de serre s’affaiblit et la planète fut plongée dans une ère glaciaire mondiale. Jusqu’à 21 h 15 le samedi soir, une grande partie de la diversité des espèces qui s’était développée dans les océans disparut à cause du froid.

Très haut dans l’atmosphère, les molécules d’oxygène rencontrèrent la lumière du Soleil la plus riche qui soit en énergie, si bien que les deux atomes dans les molécules d’oxygène furent séparés l’un de l’autre. Quand les atomes d’oxygène isolés entrèrent en collision avec des molécules d’oxygène volant à proximité, l’ozone (des molécules avec trois atomes d’oxygène) se forma. La couche d’ozone agit comme un piège efficace pour la partie la plus riche en énergie des rayons du Soleil, celle qui peut réduire en cendres des molécules organiques vulnérables si elle atteint la surface de la Terre. Aujourd’hui, c’est cette couche d’ozone qui nous permet de nous déplacer à l’air libre sans être gravement brûlés aux yeux et à la peau.

Une fois la couche d’ozone en place, des organismes purent enfin survivre à la surface de l’eau et même sur la terre ferme. Il y avait ici encore plus de lumière solaire à utiliser pour la photosynthèse, et la production de matière organique et d’oxygène gazeux augmenta fortement. Les premières formes de vie sur la terre ferme furent des tapis d’algues et de bactéries qui recouvrirent un paysage plat et aride, et jetèrent les bases de ce qui deviendrait une couche de terre fertile sur notre planète.

Dimanche : la Terre vivante

Les organismes dotés d’un noyau cellulaire, dont nous descendons, apparurent à 3 h 20 le dimanche matin. À 5 h, les organismes unicellulaires avaient développé une coopération si étroite qu’ils ne pouvaient plus être considérés comme des individus isolés, mais comme des êtres vivants pluricellulaires. Néanmoins, il fallut beaucoup de temps avant que la vie telle que nous la connaissons ne prenne son essor. Ce ne fut qu’à 17 h 25, après que la Terre eut traversé une nouvelle ère glaciaire mondiale entre 15 h 15 et 16 h 15, qu’apparurent les espèces spécialisées de végétaux et d’animaux qui formèrent des écosystèmes complexes dans les océans. Lorsque les géologues étudient les fonds marins pétrifiés de la période suivante, ils découvrent des fossiles de quantité d’espèces différentes, comme des seiches et des trilobites ressemblant à des cloportes.

À 18 h 05, les premiers animaux rampèrent sur la terre ferme, où ils commencèrent à transformer les tapis d’algues et de roche en une couche de terre fertile. Les premières plantes terrestres purent y prendre racine, chose qu’elles firent à environ 18 h 31. Grâce aux racines des plantes qui adhéraient au sol et à l’eau, et plus tard aussi aux troncs d’arbres qui empêchaient le vent de disperser les matériaux meubles du sol, la terre ferme cessa d’être plate et ennuyeuse pour devenir plus variée – avec des rivières, des vallées, des marais et des lacs.

La vie sur Terre encaissa quelques coups durs. Les éruptions volcaniques, les bombardements de météorites et les changements dans l’activité du Soleil se traduisirent par de grands bouleversements de température, de niveau des mers et de quantité d’oxygène dans l’atmosphère et les océans. 85 % des espèces qui s’étaient développées après le premier épanouissement de vie complexe ne purent survivre dans l’ère glaciaire mondiale qui intervint à 18 h 36. La vie reprit, mais à 19 h 28, les trilobites étouffèrent à cause du manque d’oxygène sur les fonds marins et s’éteignirent en même temps que 80 % de toutes les espèces présentes dans les mers à ce moment-là.

La plus grande extermination de masse à ce jour se produisit à 20 h 56 le dimanche, lorsqu’une énorme éruption volcanique en Sibérie projeta des quantités de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, provoquant une hausse généralisée des températures et l’acidification des océans du monde – des problèmes dont nous sommes bien conscients aujourd’hui. Les fossiles de l’époque formés juste après l’extinction témoignent d’une catastrophe qui laissa derrière elle un paysage désolé sans forêts sur terre ni récifs de corail dans les mers.

Au bout de deux ou trois minutes, néanmoins, les forêts réapparurent et les océans se repeuplèrent, et de plus en plus d’espèces virent le jour. Mammifères et dinosaures firent ainsi leur apparition avant 21 h 30. Mais les bons moments prirent fin à 21 h 34, lorsqu’un nouveau réchauffement mondial anéantit au moins les trois-quarts de toutes les espèces sur Terre. Les mammifères et les dinosaures figurèrent parmi les espèces qui parvinrent à survivre. Peut-être que l’élimination de leurs concurrents donna aux dinosaures une chance de devenir les nouveaux maîtres sur Terre ? Quand ils durent rendre les armes à leur tour, à 23 h 12, le climat sur Terre avait probablement été si épouvantable sur une période tellement longue que l’énorme bombardement de météorites sur ce qui est aujourd’hui le Mexique ne fit que parachever la destruction de beaucoup d’espèces.

Quand ils ne risquèrent plus de se faire dévorer par les dinosaures, les mammifères purent essaimer librement et utiliser toutes sortes de niches écologiques. Au début, le climat était plus chaud qu’aujourd’hui, mais à environ 23 h 25, la température se mit à baisser. À 23 h 43, de nombreuses jungles sombres et luxuriantes de la planète furent remplacées par des plaines herbeuses. Ce furent précisément ces espèces d’herbes qui poseraient les fondations de l’agriculture humaine, vers minuit. Autant dire que nous approchons du temps de l’humanité… Certains mammifères avaient déjà évolué pour devenir ce que nous appelons des singes, et à minuit moins le quart, les hominoïdes – la branche à laquelle appartiennent les gorilles, les chimpanzés et les humains – se séparèrent des autres singes.

Les humains quittèrent les hominoïdes à minuit moins cinq, stade auquel nous nous trouvons désormais. Cela fait seulement deux minutes que nos ancêtres ont utilisé les premiers outils en pierre pour briser les os des animaux afin d’accéder à la moelle osseuse, si riche en nutriments.

Une minute et vingt secondes avant minuit, le globe terrestre se refroidit considérablement et la planète entama un cycle d’ères glaciaires et de périodes interglaciaires qui se poursuivit jusqu’à notre époque. Il était donc crucial pour les premiers humains d’apprendre à maîtriser le feu. Pourtant, il fallut attendre environ minuit moins treize secondes pour que le feu de camp fasse partie du quotidien.

Le feu dispensait sa chaleur aux humains, les protégeait contre les prédateurs et leur permettait à la fois de se voir les uns les autres et de distinguer leur environnement après le coucher du Soleil. En cuisinant au-dessus des flammes, ils pouvaient se servir de l’énergie solaire emmagasinée dans le bois pour décomposer la nourriture, au lieu de laisser leurs mâchoires et leur système intestinal faire tout le travail. Cela libéra du temps et de l’énergie qu’ils purent consacrer à d’autres activités, et cela peut avoir été déterminant pour le développement de notre capacité à penser et à communiquer.

Notre espèce, Homo sapiens, apparut en Afrique neuf secondes avant minuit. Pendant longtemps, nous ne fûmes qu’une espèce humaine parmi plusieurs autres. Nous connaissons aussi les Néandertaliens, qui vivaient en Europe et au Moyen-Orient avant l’apparition de l’Homo sapiens. Les Néandertaliens vécurent côte à côte avec notre espèce jusqu’à une seconde et demie avant minuit, heure à laquelle ils furent soit supplantés soit simplement exterminés par nos ancêtres. C’est seulement à la dernière demi-seconde qu’Homo sapiens est devenu l’unique espèce humaine sur Terre.

Jusqu’à minuit moins une seconde, Homo sapiens perfectionna son langage et développa ainsi sa capacité à raconter des histoires entre congénères, à planifier l’avenir et à faire du commerce entre différents peuples. Aidés par de nouvelles technologies telles que l’arc et les flèches, l’aiguille et le fil, les hameçons, les bateaux et les lampes à huile, les humains quittèrent l’Afrique et occupèrent le reste du monde.

Les premiers d’entre eux vivaient en tribus nomades. Les membres de chaque groupe participaient à la chasse et à la cueillette de plantes sauvages comestibles, mais prenaient aussi soin de ceux trop jeunes, trop âgés ou trop malades pour contribuer à la communauté. Alors que nous approchons à grands pas de minuit, la société devient de plus en plus familière à nos yeux d’humains modernes.

Une demi-seconde avant minuit :
l’Ère de la civilisation

Comme il est difficile de se représenter précisément des laps de temps inférieurs à une seconde, nous allons changer d’échelle. Imaginons que la dernière demi-seconde de l’histoire du monde soit un sprint de cinq cents mètres, dont nous venons aujourd’hui de franchir la ligne d’arrivée. Chaque mètre de la course correspond à un millième de seconde, ou à vingt-trois ans en temps réel. Si nous avions appliqué cette même échelle pour toute l’histoire de l’Univers, la distance aurait été supérieure à six cent mille kilomètres, soit aussi longue que de la Terre à la Lune, sans oublier presque tout le chemin de retour en plus. Notre sprint de cinq cents mètres démarre il y a onze mille cinq cents ans, à l’époque où les humains se sédentarisaient pour la première fois sur des périodes assez longues.

En quittant leur état de nomades, les humains purent pour la première fois posséder davantage que ce qu’ils pouvaient emporter jusqu’au prochain campement. Il devint alors plus pertinent de fabriquer des outils spécifiques les plus efficaces possible, chacun dans son domaine. Les humains eux-mêmes purent aussi se spécialiser. Au lieu que chacun doive contribuer à tout, certains eurent l’opportunité de se consacrer à ce qu’ils faisaient le mieux. Cela profitait au groupe dans son ensemble que certaines personnes s’adonnent à la fabrication de vêtements ou d’outils, tandis que d’autres chassaient ou cueillaient des plantes.

L’agriculture s’est vraisemblablement développée comme un effet secondaire du sédentarisme des humains. Les cueilleurs rentraient avec les végétaux qu’ils préféraient. Les déchets de la cueillette et de la cuisine contenaient des graines de ces plantes qui jouissaient de bonnes conditions pour germer près du campement. À la saison suivante, cela permettait aux habitants de récolter ces végétaux plus facilement. Comme les gens récoltaient surtout des spécimens qui leur convenaient le mieux – par exemple ceux dotés des graines les plus grosses –, ces espèces évoluèrent progressivement et devinrent les premières plantes agricoles. Avec le temps, les humains découvrirent qu’ils pouvaient améliorer les récoltes près du campement en défrichant, en arrosant et en labourant la terre. À trois cent cinquante mètres de la ligne d’arrivée, les humains étaient devenus des paysans.

L’agriculture fournit aux humains une source de nourriture stable et prévisible qui contribua à l’accroissement de la population. Pourtant, il y avait aussi quelques inconvénients. L’agriculture est un travail pénible et souvent monotone, et les paysans avaient probablement moins de temps libre que leurs aïeux nomades. Leur alimentation était aussi moins variée, avec des risques de malnutrition, et ils étaient sujets à la famine en cas de mauvaises récoltes.

On peut considérer que les humains avaient un mode de vie plus sain et qu’ils étaient peut-être même plus heureux avant de se lancer dans l’agriculture. Toutefois, c’est bien l’exploitation des terres qui jeta les bases de ce que nous appelons la civilisation. La culture et le stockage de la nourriture permirent et rendirent nécessaire une organisation de la société plus hiérarchisée et spécialisée. Deux cents mètres avant la ligne d’arrivée, les humains étaient organisés sous la forme des premiers royaumes et avaient développé des langues écrites, des systèmes monétaires et des religions. En domestiquant des animaux comme des bœufs ou des chevaux, les humains bénéficièrent d’une nouvelle source de force musculaire qui leur permit de labourer et de cultiver des zones plus étendues, et donc de nourrir encore davantage de personnes. Avec l’aide du bétail, ils purent également couvrir de plus grandes distances en un temps plus court, échangeant ainsi denrées et connaissances plus efficacement qu’avant.

Au sein de ces sociétés spécialisées, les humains développèrent des technologies avancées pour extraire et utiliser les métaux. Toujours deux cents mètres avant la ligne d’arrivée, ils produisirent des outils en bronze et en fer, alors qu’il restait seulement cent quarante mètres à parcourir. Quatre-vingt-huit mètres avant d’arriver au but (soit autour de la naissance de Jésus), on produisait déjà de l’acier. À vingt-deux mètres, les humains connurent ce que l’on a appelé la révolution scientifique, avec le développement de nouvelles méthodes systématiques pour comprendre les lois de la nature.

Jusqu’ici, toute l’activité humaine avait été d’une façon ou d’une autre conditionnée par la lumière du Soleil, qui chaque jour rayonnait sur la Terre. L’énergie solaire stockée dans les matières végétales était brûlée pour produire de la chaleur, ou mangée par les bêtes et les humains pour être transformée en force musculaire. De surcroît, des moulins à aubes pouvaient être actionnés par la force hydraulique, exploitant l’énergie de l’eau que le Soleil avait soulevée de l’océan jusqu’à des zones plus élevées. Les bateaux à voile avançaient grâce au vent qui soufflait en raison des différences de température que créait le Soleil lorsqu’il brillait sur Terre.

Onze mètres avant la ligne d’arrivée, les humains commencèrent à exploiter activement les sources d’énergie fossile – c’est-à-dire l’énergie solaire stockée dans le sol depuis des millions d’années. Lorsque le rayonnement solaire quotidien fut complété d’abord par le charbon, ensuite par le pétrole et le gaz, on put faire fonctionner presque n’importe quel type d’industrie sans risquer de manquer de carburant en raison de la déforestation des zones environnantes. La révolution industrielle transforma le monde de l’humanité.

Le développement des antibiotiques, trois mètres avant l’arrivée, nous donna des services de santé publique capables de guérir les maladies dans une société où la mortalité infantile n’était plus une fatalité et où la naissance d’un enfant ne mettait pas la vie de la mère en danger.

Deux mètres avant la ligne d’arrivée, les humains voyagèrent dans l’espace.

Enfin, minuit sonna – et nous voilà revenus à aujourd’hui. Nous vivons dans un monde où d’infinies possibilités nous attendent. Forts de nos capacités uniques, nous semblons en mesure de surmonter n’importe quel problème.

Les êtres humains et le futur

Lorsque les humains cessèrent d’être des nomades et se sédentarisèrent, ils n’étaient pas si nombreux sur Terre – peut-être seulement deux ou trois millions en tout. Lors de la transition vers une société agraire, ce nombre grimpa à dix millions. Par la suite, la population continua d’augmenter sans relâche. À l’époque où les humains commencèrent à utiliser le bronze et le fer, la population avait été multipliée par dix, pour atteindre cent millions. Depuis, elle a plusieurs fois doublé. Juste avant l’an 0 de notre ère, on comptait deux cents millions d’âmes. Au xiiie siècle, alors que l’on construisait en Norvège des stavkirker (églises en bois debout), la population mondiale était passée à quatre cents millions. On atteignit huit cents millions lors de la révolution industrielle, vers la fin du xviiie siècle. Cent ans plus tard, à la fin du xixe siècle, la population doubla encore, pour atteindre 1,6 milliard ; dans les années 1960, nous franchîmes la barre des 3,2 milliards et en 2005, celle des 6,4 milliards. Si la croissance de la population se poursuit au rythme actuel, le prochain doublement, à 12,8 milliards, interviendra avant 2068. Pourtant, les tendances actuelles suggèrent qu’elle se stabilisera ou commencera à décroître avant que nous n’ayons atteint les 11 milliards. À l’heure où j’écris ces lignes, la Terre abrite plus de 7,7 milliards d’humains.

Dans un millénaire, nous aurons parcouru quarante mètres de plus. Cela peut sembler négligeable à l’échelle de la planète, mais cela représente néanmoins un laps de temps plus long que ce que nous envisageons d’habitude quand nous planifions l’avenir. Comme la population de la Terre augmente, nous utilisons de plus en plus de ressources de la planète. Aurons-nous toujours suffisamment d’éléments pour fabriquer les êtres humains que nous sommes ainsi que toutes les choses dont nous avons besoin ? Aurons-nous l’énergie nécessaire pour extraire les éléments de la croûte terrestre ? Dans un millier d’années, les humains pourront-ils se retourner et voir une évolution aussi fantastique que celle que nous avons vécue jusqu’ici ?

La capacité des humains à extraire et à utiliser les métaux se révèle unique parmi tous les animaux sur Terre ; et cela commença avec l’or. Nous associons ce dernier au pouvoir, à la richesse et à l’aventure. De telles histoires font partie intégrante des éléments constitutifs les plus importants de notre civilisation. Commençons par là.