Combien d’eau est nécessaire à la vie sur d’autres mondes?

Combien d’eau est nécessaire à la vie sur d’autres mondes?

Nous pensions que la Terre était un monde aquatique. Notre planète est recouverte à 70% d’océans, si bien que, de l’espace, elle ressemble à une boule bleue avec des traînées blanches de nuages ​​et de petits morceaux de terre. Mais en réalité, la profondeur de nos océans est négligeable par rapport au rayon de la Terre. En masse, l'eau ne représente que vingt-cinq millièmes de pour cent de la masse de la planète. Les astronomes modernes seraient-ils en mesure de déterminer s'il y a de l'eau sur la Terre s'ils regardaient le système solaire depuis quelque part avec Alpha Centauri?

À présent, les scientifiques tirent des conclusions sur les masses d’exoplanètes, observant à quel point la planète «balance» son étoile par interaction gravitationnelle. Et la conclusion à propos de la taille de l’exoplanète est basée sur la force avec laquelle elle bloque la lumière, entre l’étoile et le télescope. Ensuite, la masse est divisée par le volume et une densité approximative de l'exoplanète est obtenue, à partir de laquelle il est possible de se faire une idée de la répartition des gaz, des liquides et des solides dans sa masse. Malheureusement, ces méthodes ne permettent pas de fixer le volume d'eau présent sur la Terre! C'est-à-dire que sur notre planète, l'eau est trop basse pour que, lorsque nous regardons l'objet depuis une autre étoile, nous puissions relier la Terre au monde, où vous pourrez nager ou vous mouiller sous la pluie ...

La science moderne permet de conclure qu'il n'y a de l'eau sur l'exoplanète que si l'eau représente au moins 10% de sa masse. Et 10%, c'est quatre cents fois plus que sur la Terre! C'est un océan géant qui couvrirait complètement toute la surface de la terre. Il semblerait que plus il y a d'eau, mieux c'est pour l'émergence de la vie. Rien d'étonnant à ce que la devise des astronomes qui se sont consacrés à la recherche de la vie extraterrestre ait toujours été la phrase "Cherchez de l'eau!". La vie, que nous connaissons, est impossible sans eau, car c’est précisément elle qui dissout les substances qui remplissent les cellules vivantes. L'eau est la base chimique des processus énergétiques que nous appelons la vie. Son caractère unique dans ce cas réside dans le fait qu'il reste liquide dans une très large gamme de températures. Par conséquent, la question de savoir s’il existe une chance pour que la vie apparaisse dans un monde où il ya beaucoup plus d’eau que le nôtre semble, à première vue, paradoxale.

Combien d’eau est nécessaire à la vie sur d’autres mondes?

Mais essayons de le comprendre. Des scientifiques de l'Université de l'Arizona ont mené une expérience virtuelle en construisant un modèle de processus chimiques sur une exoplanète identique à la Terre. La seule différence par rapport à notre monde était un excès d’eau: les scientifiques ont augmenté le volume des océans plus de 5 fois. Dans ce cas, il n'y avait pas de terre à la surface de la planète et le processus d'altération et de lixiviation des roches a complètement disparu. Cela a conduit au fait que la teneur en eau du phosphore a chuté de manière critique - un élément indispensable à la vie terrestre. Et sans la teneur en phosphore requise, ni la molécule d'acide adénosine triphosphorique (ATP) responsable de l'énergie de la vie, ni les molécules d'ARN et d'ADN ne peuvent exister. Un monde entièrement recouvert par l'océan n'est peut-être pas totalement sans vie, mais la vie y sera certainement très différente de la vie marine. Très probablement, la vie dans de telles conditions serait beaucoup moins dense et il serait beaucoup plus difficile de la trouver à partir d'un autre système stellaire. Une pression énorme d'eau sur le fond peut créer des formes de glace extrêmement denses, telles que la glace 6 et la glace 7 (il s'agit d'une sorte de glace d'eau). Une telle coque de glace conduirait à l'isolement de l'eau des roches dures, ce qui rendrait le processus d'évolution chimique encore plus problématique. Par conséquent, sur la question de l'émergence et de la prospérité de la vie, «plus d'eau» ne signifie pas «meilleur». Peut-être que ces planètes sont exotiques et que les problèmes décrits ne sont pas statistiquement significatifs pour l’origine de la vie? Il s'avère que les scientifiques sont enclins à croire qu'il peut même y avoir plus de mondes aquatiques similaires dans l'univers que des planètes pierreuses comme notre Terre ou Mars.

La pierre et l’eau sont à peu près également réparties dans le système solaire: il s’agit de la partie principale de la ceinture d’astéroïdes (entre Mars et Jupiter) et de la ceinture de Kuiper (au-delà de l’orbite de Neptune). Dans le système le plus connu - après le système solaire - Trappist-1, les 7 exoplanètes ont probablement beaucoup plus d'eau que la Terre. Selon les astrophysiciens, les objets les plus proches de l'étoile sont composés d'environ 10% de glace et d'eau liquide. Exoplanètes externes Trappist-1 - environ 50% de la glace. Il semble que tous ces mondes soient complètement recouverts d’eau et de glace et qu’ils soient très probablement stériles.

Malheureusement, il s'avère que toutes les exoplanètes, sur lesquelles les scientifiques modernes détectent de l'eau, risquent de ne pas avoir de vie. Mais si le télescope Hubble ne permet pas de détecter des mondes similaires à la Terre en termes de volumes d'eau, peut-être que le télescope de James Webb pourra le faire. Ce miracle technologique sera lancé sur orbite en 2020 et permettra d'analyser l'atmosphère des géants d'exoplanètes. Cependant, très probablement, il ne donnera pas de réponse à cette question. La technique qui permettrait de trouver de l’eau sur la jumelle de la Terre à partir d’une distance interstellaire n’est actuellement que mise au point et sera mise en orbite d’ici au milieu du 21e siècle.

Combien d’eau est nécessaire à la vie sur d’autres mondes?

Mais peut-être ne devrions-nous pas chercher la vie dans les mondes aquatiques jusqu’à présent? Après tout, littéralement à nos côtés, sur un demi-milliard de kilomètres, il y a un immense océan d'eau salée. Nous parlons de l'Europe - le satellite de Jupiter, sous la glace de laquelle se trouve une colonne d'eau de 100 km. L'approvisionnement en eau en Europe représente deux fois, voire trois fois l'océan de la terre. Cette découverte, faite par l'appareil Galileo, n'était pas la seule découverte d'eau par les planètes géantes du système solaire. En 2005 La sonde de Cassini a enregistré des geysers sous la glace du satellite de Saturne Enceladus. Et après 10 ans, cet appareil a même traversé un tel jet, prélevant des échantillons et y trouvant en plus de l'eau, de l'azote, du dioxyde de carbone, de l'hydrogène, du méthane et de l'ammoniac. Une telle composition d'émissions suggère que dans les profondeurs d'Encelade, l'activité hydrothermale est en ébullition avec force, l'eau, sous l'influence de la température élevée, interagit avec les roches solides et se décompose en hydrogène et en oxygène. L'hydrogène pour les petits corps est un marqueur d'activité chimique - c'est l'élément le plus léger du tableau périodique et sans formation constante, il disparaît rapidement dans l'espace sans laisser de trace. Cela signifie qu’à quelque part à l’intérieur d’Enceladus, il existe un processus constant de formation d’hydrogène. Il existe donc une énergie du type permettant aux microorganismes préhistoriques d’exister sur la Terre.

Archaea - organismes unicellulaires n'ayant pas de noyau, utilisent comme énergie organique, l'ammoniac et l'hydrogène comme source d'énergie. Certaines archées émettent du méthane, ce qui, pour les scientifiques, est l'un des indicateurs possibles de la vie sur les planètes. De tels microorganismes, les méthanogènes, existent sur Terre en l'absence de lumière solaire, dans des conditions extrêmes qui ne sont pas meilleures que celles cosmiques. Si les méthanogènes sur Terre sont intégrés à l'écosystème des créatures les plus étranges de notre Nature - les vers tubulaires, pourquoi ne pas coexister avec des organismes extraterrestres d'Encelade ou d'Europe? Sur notre propre planète, il existe des endroits étonnants où la vie existe à une température de 500 degrés et à une pression de 200 atmosphères. De plus, les écosystèmes de «fumeurs noirs» existent sans la lumière du soleil - la principale source d’énergie pour la vie sur notre planète. Ces conditions sont similaires à celles qui peuvent exister sous la glace des lunes de Saturne et de Jupiter. Néanmoins, les scientifiques sont très prudents quant à la possibilité de l'existence de formes de vie complexes dans ces mondes aquatiques. Même passionné de recherche de la vie extraterrestre, Seth Shostak, directeur du centre de recherche SETI, affirme que pour les formes de vie multicellulaires, l’énergie sous la banquise d’Europe et d’Encelade ne suffit probablement pas. La vie y aurait pu se développer pendant plus de 4 milliards d’années, mais il est peu probable que nous rencontrions un thon ou une autre créature dont la vie nécessite autant de nourriture que le poisson de la planète Terre. Mais même la découverte de bactéries serait une percée pour la science terrestre. Mais il semble que l’astronomie ne soit pas suffisante à elle seule pour répondre à la question de savoir s’il existe des bactéries sur les satellites des planètes géantes. Le seul moyen de sortir est de voler à Jupiter et Saturne et de comprendre sur place. Il semble que la réponse sans équivoque à la question de l’existence de la vie sur d’autres planètes et satellites du système solaire, ainsi que sur les exo-planètes, ne sera reçue qu’au milieu du XXIe siècle.

Combien d’eau est nécessaire à la vie sur d’autres mondes?

Alors, que pouvons-nous dire avec certitude aujourd'hui? La découverte d'énormes quantités d'eau dans le système solaire en dehors de la Terre a considérablement changé le paradigme de la pensée des exo-biologistes. Avant les missions à Jupiter et à Saturne, les scientifiques supposaient que tous les satellites seraient semblables à la Lune et au Phobos: roches, poussière et désert aride. L’eau liquide en quantités supérieures à l’océan est un cadeau pour les amateurs de la vie extraterrestre. Si nous avons autant d'eau à nos côtés, il ne devrait en être de même dans les autres systèmes stellaires. Grâce aux découvertes faites par le télescope Hubble, nous savons qu’une étoile sans planète est un phénomène rare. Presque tout le monde a son propre système planétaire. Le premier élément de l'univers est l'hydrogène, le troisième plus commun est l'oxygène. Il est logique que leur union, l'eau, soit très largement représentée dans toutes les galaxies. En effet, les astronomes trouvent maintenant de l’eau non seulement sur les planètes, mais également dans les nuages ​​interstellaires et les disques protoplanétaires. L'eau dans l'espace abondent. Par conséquent, quand on regarde le ciel nocturne, on peut dire que presque chaque étoile a son propre monde aquatique.

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