Dans les années 1950, le géochimiste américain Clair Patterson résultats présentés qui a montré La Terre a environ 4,55 milliards d’années. Son témoignage reposait sur une analyse isotopique du plomb qu’il avait utilisée pour calculer l’âge de la météorite Canyon Diablo, qui était découvert en Arizona en 1891. Ce résultat est désormais largement accepté comme étant l’âge de notre planète, mais la préparation de cette découverte a pris beaucoup de temps.
L’âge véritable de la Terre a fait l’objet de nombreux débats parmi les scientifiques du XIXe siècle. Et plutôt que les géologues ont pris la barre, ce sont les physiciens qui ont réalisé que cette boule de roche géante sur laquelle nous vivons devait être bien plus ancienne que les milliers d’années supposées au cours des siècles précédents. Leur principal raisonnement était la chaleur.
Dans cet extrait de « C’est la vie : un voyage de l’intérieur de votre corps jusqu’au-delà de la Terre » (University of Chicago Press/Picador, 2026), auteur et physicien Christophe Galfard se penche sur la progression des scientifiques qui se sont rendu compte que la thermodynamique était une pièce essentielle de ce puzzle de longue date.
Il y a environ deux siècles et demi, les plus grands experts scientifiques s’y connaissaient en matière de chaleur. Ils savaient, par exemple, comment la chaleur pouvait être transférée d’un endroit à un autre. De ces connaissances était sur le point d’émerger une nouvelle science, une science appelée thermodynamique, qui signifie « mouvements de chaleur » en grec.
La thermodynamique n’est pas une force. Il s’agit plutôt d’un guide, d’un ensemble de règles qui s’appliquent aux grands
nombre de particules lorsqu’elles se rassemblent. Cela nous donne, à nous les humains, un moyen de comprendre comment les particules se comportent lorsqu’elles sont nombreuses, sans avoir besoin de se référer à chacune d’elles individuellement. Cela nous montre comment des propriétés qui n’existent pas en elles-mêmes apparaissent lorsque de nombreuses particules sont ensemble. Il traite de ces choses que nous appelons des phénomènes émergents, comme la chaleur et la pression, et que (Philip) Anderson « Plus c’est différent » a essayé de donner un sens.
Comprendre la dynamique de la chaleur signifiait beaucoup pour les scientifiques du XIXe siècle, à tel point que beaucoup y voyaient les racines d’une philosophie si universelle et si puissante qu’ils pensaient qu’elle devrait nous guider tout au long de notre vie. Certains allaient même jusqu’à croire que la chaleur était la source de la vie éternelle. Un éminent scientifique en fut tellement convaincu qu’il s’enferma dans sa maison et la surchauffa, se protégeant ainsi de toutes les maladies mortelles (y compris le vieillissement et la mort). Cette expérience était une véritable torture pour les invités occasionnels qui venaient lui rendre visite, sans parler de son épouse, qui devait la supporter jour et nuit.
Le scientifique resta cependant fidèle à sa conviction, empilant couche après couche de vêtements pour se garder toujours plus au chaud. Malheureusement, l’encombrement rendait les déplacements difficiles et il a finalement raté une marche de son propre escalier et est décédé des suites d’une chute.
En tant que discipline scientifique, la thermodynamique est née avec un livre écrit en 1824 par un physicien français de 27 ans, Nicolas Léonard Sadi Carnot, qui, en expliquant comment la chaleur pouvait produire du travail, racontait à tout le monde comment fonctionnait la machine à vapeur.
Avec la vision de Carnot, on a commencé à comprendre la manière dont les objets chauds se refroidissent, laissant espérer que la résolution d’un problème particulier pourrait être imminente : la détermination de l’âge de la Terre. Si nous devions deviner la température de notre planète à sa naissance, la thermodynamique pourrait alors être utilisée pour nous dire combien de temps s’est écoulé pour qu’elle se refroidisse jusqu’à sa température actuelle. De nombreux scientifiques l’ont essayé, désireux d’être les premiers à déterminer l’âge véritable de notre monde.
Considérant notre planète dans toute sa complexité comme étant beaucoup trop difficile, des simplifications s’imposaient, et le physicien britannique William Thomson a été le premier à imaginer notre monde comme une balle. Une balle très simple et solide comme le roc, faite à peu près de la même matière, de la surface au noyau. Pas d’océan, pas de montagne, juste une boule lisse de la taille de la Terre. Il a ensuite calculé combien de temps il lui faudrait pour refroidir jusqu’à sa température actuelle, et a déclaré que la Terre avait entre 40 et 400 millions d’années.
Affinant ses calculs, il annonça alors que le monde avait 100 millions d’années, avant de se contenter à nouveau de 40 millions.
Le résultat de Thomson ne correspond pas à l’âge réel de la Terre, mais c’était un début. C’était le résultat d’un modèle, d’une tentative de comprendre quelque chose sur notre monde en utilisant des lois encore à affiner et un sens mathématique. Ce qui était plus problématique, c’est que personne n’osait remettre en question ses résultats. Même s’il variait d’un journal à l’autre, l’âge de la Terre donné par Thomson était toujours considéré comme le bon. Cela s’explique notamment par le fait qu’à la fin du XIXe siècle, Thomson était devenu Lord Kelvin.
Le même Kelvin qui a donné son nom à l’unité Kelvin de température absolue. Une superstar scientifique qui avait le pouvoir de détruire, en un claquement de doigts, la carrière de quiconque n’était pas d’accord avec lui.
Lord Kelvin était un physicien, pas un géologue, donc les géologues auraient pu remettre en question son travail, mais ils ne l’ont pas fait. En fait, cela ne les a pas dérangés. Beaucoup d’entre eux pensaient à l’époque qu’être géologue était une question d’intuition et de bon anglais, une langue qu’ils jugeaient bien plus efficace que le charabia mathématique.
Cela étant dit, et même si les résultats étaient erronés, les calculs de Kelvin étaient magnifiques, donnant à quiconque voulait réfléchir au problème de l’âge de la Terre une voie à suivre, ce qui est exactement ce qu’a fait l’un de ses anciens élèves, l’Irlandais du Nord John Perry. Il pensait que Kelvin avait oublié quelque chose. En tant qu’homme de science parlant à son ancien mentor (et pourvoyeur d’emploi), Perry a expliqué sa vision à Kelvin mais a été ignoré.
Il a néanmoins publié ses réflexions dans Nature. Mais encore une fois, l’article a été ignoré. Pas seulement par Kelvin, mais par la communauté scientifique dans son ensemble, y compris les géologues.
Cela nous aurait tous fait gagner pas mal de temps si cela n’avait pas été le cas, car Perry a non seulement trouvé une manière beaucoup plus correcte d’imaginer la Terre et d’estimer son âge que Kelvin, mais il a également trouvé la source de l’énergie qui fait dériver les continents de notre planète.
Dans son modèle, Perry n’imaginait pas que la Terre était uniformément la même, de la surface au noyau, comme l’avait fait Kelvin. Au lieu de cela, il a modélisé l’intérieur de la Terre comme étant divisé en trois régions : un noyau métallique en son centre, une croûte solide à sa surface et un manteau situé entre les deux. De manière assez inattendue, Perry n’a pas envisagé le rôle comme tout le monde l’aurait fait ; il croyait qu’il ne se comportait pas comme une roche solide, mais comme un liquide.
Pas étonnant que son ancien maître ne le prenne pas au sérieux. Cependant, il imaginait que le manteau se comportait comme un liquide uniquement lorsqu’il était observé sur de longues périodes de temps. Pris en sandwich entre un noyau chaud et une croûte plus froide qui ressemblait beaucoup à un couvercle, il pensait que le manteau n’avait d’autre choix que de se comporter comme l’eau dans une casserole chauffée, les parties les plus chaudes du fond montant et refroidissant avant de redescendre et de remonter, en boucles répétées, bien qu’à un mouvement extrêmement lent. Ce type de mouvement est appelé convection et se produit également dans les solides.
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S’il avait raison, il y aurait deux conséquences immédiates. La première était que le temps qu’il faudrait à la surface de notre planète pour passer du rouge au rouge à sa température actuelle pourrait désormais être bien plus long que ce que Kelvin avait estimé. Le couvercle et les phénomènes de convection empêchaient notre planète de rayonner rapidement toute son énergie dans l’espace. Nous habitions donc désormais une Terre qui pourrait être vieille de 2 ou 3 milliards d’années. Peut-être même plus. De tels délais étaient inconnus dans la communauté scientifique. À l’époque, personne ne savait que l’univers lui-même avait 13,8 milliards d’années. Ils ne savaient presque rien.
La deuxième conséquence du modèle de Perry était que les mouvements circulaires du manteau sous la croûte pouvaient entraîner la croûte elle-même par friction. La surface solide de notre monde se déplacerait alors et se diviserait en morceaux qui dériveraient, entreraient en collision et plongeraient sous – ou glisseraient au-dessus – les uns des autres. Là où ils se heurtaient, des chaînes de montagnes s’élevaient, comme les Alpes, l’Himalaya, les Rocheuses. . . Là où ils se séparaient, des failles apparaissaient, probablement au milieu des océans, le long des crêtes. . . tout comme (Marie) Tharp avait trouvé.
De nos jours, ces fragments de la surface de notre planète ont tous été cartographiés. Ce sont les plaques de notre monde et leurs mouvements dans le temps sont appelés tectonique des plaques. Aujourd’hui, la plupart d’entre nous ont entendu parler de la tectonique des plaques. Mais à l’époque, personne ne l’avait fait, et si très peu de gens se souviennent de Perry aujourd’hui, c’est parce qu’une autre avancée scientifique a rendu l’estimation de l’âge de la Terre beaucoup plus facile et précise, nous montrant que notre monde n’a pas 2 ou 3 milliards d’années, comme le suggérait Perry, mais précisément 4,567 milliards, à quelques millions près.
Reproduit avec la permission de This Is Life: A Journey from Inside Your Body to Beyond Earth de Christophe Galfard, publié par University of Chicago Press en Amérique du Nord et Picador au Royaume-Uni. © 2026. Tous droits réservés.
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