Elle est sur vos dents. Elle est aussi dans vos yeux et dans votre cerveau.
Les scientifiques l'appellent le "pic de la bombe" ou l'"impulsion de la bombe" et, depuis plus d'un demi-siècle, elle a laissé sa marque sur le corps humain.
Dans les années 1950, les explosions de bombes nucléaires ont été si nombreuses à la surface de la Terre qu'elles ont transformé la structure chimique de l'atmosphère et modifié la composition en carbone de la vie sur Terre.
Contrairement aux retombées directes des explosions, le pic de la bombe n'est pas nocif. En fait, il s'est révélé étonnamment utile aux scientifiques ces dernières années. Certains sont même allés jusqu'à le décrire comme le "bon côté du champignon atomique".
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Aujourd'hui, il pourrait également contribuer à définir une nouvelle ère géologique.
En juillet, un groupe de scientifiques a recommandé que sa présence dans un lac canadien, ainsi que d'autres traces laissées par l'homme au milieu du XXe siècle, marque le début officiel de l'Anthropocène.
Qu'est-ce que le pic de la bombe et qu'est-ce qu'il peut révéler sur nous et sur le monde ?
Avant que le traité d'interdiction partielle des essais nucléaires de 1963 n'oblige les pays signataires à tester leurs bombes atomiques sous terre, les gouvernements en faisaient exploser des centaines à l'air libre.
Plus de 500 de ces explosions, principalement réalisées par les États-Unis et l'Union soviétique, ont émis des substances radioactives dans l'atmosphère.
Il est bien connu que ces essais ont répandu des matières radioactives à grande échelle, causant des dommages à l'homme et à la faune et rendant des régions entières inhabitables.
Ce qui est moins connu en dehors des laboratoires scientifiques, c'est que les bombes ont également réagi avec l'azote naturel pour former de nouveaux isotopes, en particulier le carbone 14.
Dans les années 1960, les essais atomiques effectués à l'étranger avaient presque doublé le volume de carbone 14 dans l'atmosphère.
Cet isotope a d'abord pénétré dans l'eau, les sédiments et la végétation, avant de remonter la chaîne alimentaire jusqu'à l'homme. Il a même atteint des organismes dans les fosses océaniques les plus profondes.
"Essentiellement, tous les dépôts de carbone sur Terre qui sont entrés en contact avec le CO2 atmosphérique depuis la fin des années 1950 ont été qualifiés de bombes au carbone 14", a déclaré Walter Kutschera, de l'université de Vienne, dans une étude sur les applications scientifiques du pic publiée dans la revue Radiocarbon en 2022.
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Les scientifiques ont remarqué le pic de carbone 14 pour la première fois au milieu du XXe siècle, lorsque les essais en plein air ont pris fin, mais il leur a fallu des décennies pour réaliser que des niveaux élevés de l'élément pouvaient être utiles.
Depuis les années 1950, ils utilisent le carbone 14 pour dater des vestiges paléolithiques ou des textes anciens, mais ils s'appuient sur sa désintégration radioactive, connue sous le nom de datation au radiocarbone.
Cet isotope est instable : il se désintègre lentement en azote avec une demi-vie de 5 730 ans.
Par exemple, après la mort d'un Néandertalien, la quantité de carbone 14 dans ses os et ses dents commence à diminuer progressivement. Si nous mesurons le niveau de cette diminution, nous pouvons déterminer la date du décès.
La datation au radiocarbone est généralement limitée aux échantillons de plus de 300 ans, en raison de la lenteur de la désintégration de l'isotope. Si l'échantillon est plus jeune, il ne se sera pas suffisamment désintégré pour être daté avec précision.
L'introduction par l'homme de CO2 supplémentaire dans l'atmosphère depuis la révolution industrielle, ce que l'on appelle l'effet Suess, constitue un obstacle supplémentaire à la datation d'échantillons récents.
Toutefois, les chercheurs ont réalisé dès le 21e siècle que le pic de la bombe pouvait les aider à utiliser le carbone 14 d'une manière différente.
En effet, il leur permet de dater les 70 à 80 dernières années.
Depuis le point de basculement des années 1950, les niveaux de l'isotope dans la nature (et chez l'homme) ont progressivement diminué.
Les scientifiques peuvent donc analyser les proportions de carbone 14 dans toute substance organique ayant été en contact avec le carbone atmosphérique depuis les essais nucléaires et préciser la fenêtre dans laquelle elle s'est formée, avec une marge d'erreur d'un à deux ans.
Et cela inclut vous et moi. Si vous êtes né dans les années 1950, vos tissus auront accumulé plus de carbone 14 que ceux d'une personne des années 1980, même si ce n'est qu'aujourd'hui que les niveaux reviennent à l'ère pré-atomique.
L'analyse médico-légale
L'une des premières utilisations de la pointe de bombe a été d'aider les enquêteurs criminels à déterminer l'âge de restes humains non identifiés.
Selon Eden Johnstone-Belford, de l'université Monash, et Soren Blau, du Victorian Institute of Forensic Medicine, en Australie, les médecins légistes ont découvert qu'ils pouvaient mesurer le pic de carbone 14 dans les dents, les os, les cheveux ou même le cristallin de l'œil pour les aider à estimer l'âge d'une personne ou la date de son décès.
Dans une étude publiée en 2019, Eden Johnstone-Belford et Soren Blau citent de nombreux exemples où le pic à bombe s'est avéré utile dans les enquêtes policières. Par exemple, en 2010, les enquêteurs l'ont utilisé pour confirmer que le tueur s'était débarrassé du corps de sa victime retrouvée l'année précédente dans un lac du nord de l'Italie.
Les scientifiques soulignent également que la connaissance du temps écoulé depuis la mort peut être "vitale dans les cas de violations des droits de l'homme tels que les crimes de guerre, les génocides et les exécutions extrajudiciaires".
En 2004, par exemple, la datation par explosion d'échantillons de cheveux provenant d'un charnier en Ukraine a permis aux enquêteurs d'identifier un crime de guerre nazi commis entre 1941 et 1952.
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Cette technique a également facilité de nouvelles découvertes scientifiques, révélant de nouvelles connaissances sur les cellules de notre corps et de notre cerveau.
En 2005, la biologiste Kirsty Spalding, de l'Institut Karolinska en Suède, et son équipe ont démontré qu'il était possible de dater l'âge relatif de nos cellules en analysant le carbone 14 contenu dans les bombes de leur ADN.
Des études ultérieures ont utilisé cette technique pour déterminer si certaines cellules de notre corps existent depuis la naissance ou si elles sont continuellement remplacées.
Par exemple, en 2008, la même équipe a montré que le corps remplace continuellement les cellules adipeuses appelées adipocytes lorsqu'elles meurent.
Elle a constaté que le nombre de ces cellules graisseuses reste constant à l'âge adulte, ce qui laisse présager de nouvelles méthodes de traitement de l'obésité.
"Comprendre qu'il s'agit d'un processus dynamique ouvre de nouvelles voies thérapeutiques, qui pourraient inclure la manipulation de la vitesse à laquelle les cellules graisseuses naissent ou meurent, ce qui, en combinaison avec l'exercice et le régime alimentaire, pourrait aider à réduire l'obésité", a déclaré Spalding.
En 2013, l'équipe s'est également tournée vers la pompe à pic pour étudier le renouvellement des cellules cérébrales.
Pendant de nombreuses années, les chercheurs ont supposé que le nombre de neurones se consolidait pendant l'enfance, et leurs recherches antérieures avaient déjà suggéré que c'était le cas dans des régions telles que le cortex.
Cependant, en utilisant le carbone 14 pour dater les neurones de l'hippocampe, ils ont confirmé que de nouveaux neurones peuvent être produits tout au long de l'âge adulte.
Corroborée par d'autres recherches, l'existence possible d'une "neurogenèse adulte" a été l'une des découvertes neuroscientifiques les plus importantes de ces 20 dernières années.
Cette découverte a ouvert de nouvelles voies vers des stratégies médicales qui pourraient prévenir la perte de neurones due à la maladie ou même augmenter la génération de nouveaux neurones.
Le début d'une nouvelle ère
Enfin, le pic de la bombe a récemment été désigné comme l'un des nombreux marqueurs qui pourraient contribuer à désigner officiellement le début de l'Anthropocène, la nouvelle ère géologique définie par l'activité humaine.
Peu après que l'idée de l'Anthropocène a été soulevée, les géologues ont commencé à discuter de la manière de définir sa date de début avec ce que l'on appelle un "pic d'or" : une roche, une carotte de glace ou une couche de sédiments où commence une nouvelle ère dans le registre stratigraphique.
Chaque grande période géologique en possède un : le début de l'Holocène est marqué par une carotte de glace particulière au centre du Groenland ; le Jurassique commence dans les Alpes autrichiennes, au col du Kuhjoch dans les montagnes Karwendel, où l'ammonite Psiloceras à coquille lisse apparaît pour la première fois.
L'une des plus anciennes pointes d'or sur Terre se trouve dans les monts Flinders, en Australie, et marque le début de l'Édiacarien, il y a plus de 600 millions d'années, une période où le climat a périodiquement plongé dans une "boule de neige terrestre".
Au fil des ans, plusieurs signes de l'activité humaine ont été envisagés pour marquer le début de l'Anthropocène : il aurait pu s'agir de l'augmentation du méthane causée par les débuts de l'agriculture il y a des milliers d'années (observée dans les carottes glaciaires), des preuves de la pollution au plomb due à l'exploitation minière et à la fonte il y a 3 000 ans, ou de l'augmentation des sous-produits des combustibles fossiles au cours de la révolution industrielle.
Cependant, en 2016, le groupe de travail sur l'Anthropocène (AWG), qui fait partie de l'organisation décisionnelle, a recommandé les années 1950, lorsque le pic de la bombe au carbone 14 est entré dans les archives géologiques, ainsi que d'autres marqueurs nucléaires tels que les dépôts de plutonium et les isotopes tels que le césium 137 et le strontium 90, ainsi que des sédiments artificiels tels que les particules carbonées sphéroïdales (SCP), un type de cendres volantes produites par la combustion du charbon à haute température.
Le choix des années 1950 n'a pas fait l'unanimité. En fait, un membre du groupe a récemment démissionné en signe de protestation, arguant que les impacts humains profonds avaient commencé bien plus tôt.
Toutefois, le groupe de travail propose que le milieu du XXe siècle marque un point clair et reconnaissable dans les strates géologiques, lorsque l'humanité a véritablement et pleinement fait connaître sa présence dans la nature sur l'ensemble de la planète.
Il coïncide également, selon l'équipe, avec la "grande accélération" au cours de laquelle notre impact sur la planète a explosé en raison de l'augmentation exponentielle des émissions de gaz à effet de serre, de l'utilisation de l'eau et des terres, de l'acidification des océans, de l'exploitation des pêcheries ou de la disparition des forêts tropicales humides, entre autres effets.
Le pic de la bombe durera également longtemps, ce qui permettra aux géologues de l'observer pendant des dizaines de milliers d'années.
"Le signal radiocarbone sera détectable pendant environ 60 000 ans et il s'agit d'une analyse de routine", explique le géologue Colin Waters, de l'université de Leicester, qui préside l'AWG.
Le groupe a étudié 12 sites susceptibles de représenter officiellement la pointe d'or, dont une grotte en Italie où l'impulsion de la bombe et d'autres marqueurs se trouvent dans des stalactites, une fouille archéologique à Vienne, un fragment de tourbière près de la frontière entre la République tchèque et la Pologne, et un récif corallien au large de la côte nord-est de l'Australie.
Le mois dernier, ils ont désigné un "vainqueur" : le lac Crawford, dans l'Ontario, au Canada. Un échantillon de sédiments de ce lac boueux, contenant du carbone 14 et d'autres marques artificielles, sera conservé dans un musée de la capitale canadienne, Ottawa, avec une plaque de bronze.
Si le fond du lac est officiellement confirmé comme la pointe dorée de l'Anthropocène, cela signifie techniquement que nous aurons nous aussi dans nos cellules l'un des marqueurs de l'aube de cette ère.
Ce ne sera pas le cas pour les générations futures, car le carbone 14 est presque revenu à son niveau d'avant 1950.
Mais si les archéologues de demain étudient nos restes corporels conservés, ils pourront mettre en évidence un moment unique dans l'histoire : l'époque des bombes nucléaires, de l'accélération du développement et du siècle où l'homme a commencé à avoir un impact sans précédent sur la nature.
*Richard Fisher est l'auteur de "The Long View : Why We Need to Transform How the World Sees Time" et periodista de BBC Future.
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