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Planètes « appropriées »

 

Au commencement, Dieu créa les cieux et la terre. La terre était informe et vide: il y avait des ténèbres à la surface de l'abîme, et l'esprit de Dieu se mouvait au-dessus des eaux. Dieu dit: Que la lumière soit! Et la lumière fut.

 

Genèse 1,1-3

Encore une fois, il est difficile de déterminer, à partir d’un seul exemple connu, ce qui fait en sorte qu’une planète est apte pour l’apparition et le développement de la vie. On peut cependant s’établir sur certaines bases. Un truc mnémonique pour retenir ces bases est d’utiliser les 4 éléments fondamentaux chez les Grecs : Feu, Eau, Terre et Air.

Feu

On entend par là que la vie a besoin d’une source d’énergie pour se développer. Nous avons traité ce problème dans notre précédente chronique en établissant que seules les étoiles d’un certain type et possédant une zone continuellement habitable (ZCH) étaient une source d’énergie appropriée pour permettre le développement de la vie. Il est à mentionner cependant que plusieurs organismes, appelés thermophiles, se sont développés dans les fosses océaniques terrestres, près des cheminées volcaniques sous-marines, loin de toute lumière solaire. Pour les besoins de la cause, nous ignorerons ces exceptions. 

Eau

L’eau semble être un élément primordial pour le développement de la vie. Non seulement l’eau, mais l’eau liquide. L’endroit où il est possible d’avoir de l’eau liquide autour de l’étoile s’appelle écosphère.

1

2

3

L’étoile est représentée par le point jaune. La figure 1 représente l’écosphère d’une étoile au début de sa vie (anneau bleu) et la figure 2, celle d’une étoile à la fin de sa vie (anneau rouge). La ZCH est l’intersection entre les 2 écosphères et elle est représentée par l’anneau en mauve à la figure 3. Une planète devrait donc théoriquement se trouver dans la ZCH pour avoir une chance que la vie y apparaisse et s’y développe.

Ce point est cependant sous réserve car plusieurs spécialistes pensent qu’il pourrait se développer de la vie à des endroits hors de la ZCH. En effet, la NASA planifie le lancement d’une sonde (Europa Orbiter) pour explorer l’une des lunes de Jupiter, Europe. L’apparence extérieure d’Europe est celle d’une immense boule de glace. Cependant, des traces d’impact météoritiques et certaines zones de fracture, semblant se comporter un peu comme les plaques tectoniques terrestres, tendent à prouver qu’Europe possèderait, sous sa couche de glace, un océan d’eau liquide. Pour plusieurs personnes, eau liquide = forte chance de développement de vie.

Le lancement d’Europa Orbiter est planifié pour mars 2008 et sa mise en orbite autour d’Europe ne se fera pas avant septembre 2011. Nous avons donc encore plusieurs années à spéculer sur la possible présence de vie sur Europe et, par conséquent, hors de la ZCH solaire ! ;o)


Surface craquelée d’Europe

Terre

Ce dernier point concerne l’idée qu’il faudrait un support « solide » pour que la vie puisse se développer. Par exemple, notre système solaire compte 9 planètes : Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune et Pluton (connaissez-vous la phrase pour retenir l’ordre des planètes à partir du Soleil ? Mon Vieux Tu M’as Jeté Sur Une Nouvelle Planète). 4 de ces planètes (Mercure, Vénus, Terre et Mars) sont des planètes dites telluriques, i.e. qu’elles possèdent une surface rocailleuse semblable à celle de la Terre. Les autres, excepté Pluton, sont des planètes dites joviennes, i.e. qu’elles sont géantes et de type gazeuses, semblables à Jupiter. Les planètes telluriques semblent être les plus aptes pour le support de la vie.

Air

Une atmosphère relativement stable et d’une densité déterminée semble être une condition primordiale pour avoir la moindre chance que la vie apparaisse. Dans un premier temps, l’atmosphère régularise la température à la surface de la planète. Elle permet aussi la préservation de conditions environnementales vitales. Mars est la preuve qu’une planète tellurique avec une atmosphère instable est un milieu hostile à la vie (du moins, autre que microbienne). Mars aurait pu avoir, il y a quelques milliards d’années, une atmosphère plus dense, mais la faible masse de cette planète semble avoir fait en sorte que son atmosphère se soit peu à peu évaporée pour atteindre aujourd’hui 0,007 bars. Ce point est développé dans la piste rouge.

Vénus, quant à elle, est une autre preuve qu’une atmosphère trop dense (92 bars) semble nuisible à la vie. L’atmosphère de Vénus fait en sorte que la température moyenne à la surface de celle-ci avoisine les 482 degrés Celsius !

Mars

Vénus


Conditions physiques nécessaires à l’apparition et au développement de la vie

Une fois que les conditions précédentes ont été respectées, la planète hôte semble devoir posséder quelques conditions physiques locales spécifiques.

Température

Selon la littérature, il ne semble pas y avoir de température minimum nécessaire pour l’apparition de la vie (quoique l’on est en droit de supposer que si la vie nécessite de l’eau liquide pour se développer, il semble nécessaire que la température minimum soit de l’ordre de quelques degrés Celsius). Cependant, selon les structures biologiques que nous connaissons aujourd'hui, la borne supérieure semble être de 113 degrés Celsius. Une planète appropriée semble donc devoir posséder une zone environnementale où la température joue entre quelques degrés et 113 degrés Celsius.

Pression

Encore une fois selon la littérature, il semble qu’il n’y ait pas de limite inférieure ou supérieure sur la pression supportable pour la vie. Certaines macromolécules (de grosses molécules) ont été découvertes au sein de nuages de gaz stellaire. Dans le fond de la fosse des Mariannes, dans le Pacifique Sud, vivent des organismes à 10 898 mètres de profondeur. La pression à cette profondeur avoisine les 100 millions de pascals.

Ainsi, la planète cible devrait avoir au moins une zone de pression oscillant entre [???-100 millions (peut-être plus)] de pascals. Il ne faut cependant pas oublier que la pression dépend directement de la densité de l’atmosphère et que celle-ci, comme nous l’avons vu pour Mars et Vénus, influence grandement les chances de retrouver de la vie ou non sur une planète.

pH

Comme il semble que la vie soit apparue dans les océans de la Terre primitive, le pH est un point non négligeable pour évaluer si une planète est apte ou non à développer de la vie. Selon certains auteurs, quelques microorganismes peuvent se développer à un pH de 0, mais ils gardent un pH intracellulaire situé entre 4 et 7.

Les restrictions dues au pH étant mal connues, il semblerait logique de considérer que la planète hôte aurait plus de chance de développer la vie si elle possédait une zone environnementale où le pH se situe entre [4 et 7].

U.V.

Selon les différents auteurs, la limite maximale d'exposition au ultra-violets (U.V.) est encore inconnue. Mais c'est un facteur qui n'est pas à négliger.


Homogénéité des lois physiques

Est-ce qu’une fois toutes ces conditions respectées, la vie apparaît forcément sur la planète hôte ? La prochaine variable de l’équation de Drake est le pourcentage de ces planètes habitables où la vie est apparue. Pour évaluer cette variable, nous devons préalablement répondre à une question : « Est-ce que les lois de la physique sont applicables à l’ensemble de l’univers connu ? ».

En effet, si les lois physiques s’appliquent partout dans l’univers comme elles s’appliquent sur Terre, nous sommes en droit de croire que si « ça c’est passé ici, ça peut se passer ailleurs lorsque les mêmes conditions sont réunies ».

Par exemple, nous observons des milliards d’étoiles dans le ciel. Ceci semble nous démontrer que notre Soleil n’est pas unique. Que lorsqu’un nuage moléculaire s’effondre ailleurs, il peut potentiellement former aussi un soleil semblable au nôtre. De plus, nous observons certaines étoiles qui tournent l’une autour de l’autre (dans le système d’Albireo par exemple). Ceci tend à démontrer que les lois de la gravitation sont une bonne approximation pour le calcul de trajectoires n’importe où dans l’univers, d’où l’homogénéité des lois physiques.


Le système Albireo, dans la constellation du Cygne
(Credit: Weidong Li and Alex Filippenko, UC Berkeley)

Ici, nous supposerons que toutes les planètes « appropriées » auront développées au moins une forme de vie primaire. Pour ce qui est de savoir si la vie intelligente est apparue ou non, ce sera l’objet de notre prochain article.

Commentaires ? Suggestions ? Infarctus ?  Écrivez-les moi à svilleneuve@cegep-chicoutimi.qc.ca

Suggestions

Il y a de très bons sites web pour en savoir plus sur l’astrophysique en général :

Le système solaire (http://www.planetscapes.com/solar/french/toc.htm)

Le programme d’exploration spatiale (http://www.nasa.gov/)

Explications générales avec de superbes images (à chaque jour !) (http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/astropix.html)

Bibliographie

"Les grilles du zoo extraterrestre" article dans la revue "La Recherche" du mois de mars 2001, p.28-34

SEGUIN, M. et VILLENEUVE, B., « Astronomie et Astrophysique », éditions ERPI, 1995, 550 pages

http://www.planetscapes.com/solar/french/toc.htm

http://solarsystem.nasa.gov/missions/jup_missns/jup-europa.html

http://www.berkeley.edu/news/media/releases/2000/11/14_star.html

FOL, C.,"Le lien cosmique", documentaire de l'ONF, 51 minutes.

Le Petit Larousse illustré 2000 , éditions Larousse, 2000, 1784 pages



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©2002 Simon