Sérendipités

CHAPITRE 1 - LA VIE EST UNE ORIGINALITE DE LA TERRE


La Terre est la seule planète connue pour posséder de la Vie. Le vivant se distingue par ses capacités d'activités, croissance et reproduction. Les êtres vivants sont composés de cellules dont l'information héréditaire se trouve dans les noyaux. Cette information se trouve sous forme d'ADN et fonde l'unité du vivant. Une espèce corresponds aux êtres vivants interféconds. Suite à la reproduction sexuée chaque individu qui reçoit une part propre du patrimoine génétique est unique. On connaît de nombreuses espèces dont les liens de parentés permettent de construire une classification du vivant.
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CH.1 - 1. La Terre est une planète rocheuse du Système solaire


ssol
Le Système solaire et ses planètes s'est formé il y a 4,6 Ga (milliards d'années).
huitplanetes
Les huit planètes du Système solaire, le Soleil et la ceinture principale d'astéroïdes.
soleil
Le Soleil est une étoile naine jaune composée de 3/4 d'hydrogène et 1/4 d'hélium ainsi que d'une fraction d'éléments plus lourds. Il se trouve dans un des bras spiraux de la Voie lactée, notre galaxie.
Les planètes sont des corps célestes en orbite autour d'une étoile comme le Soleil et dont la masse est suffisante pour que la gravité les maintienne sous une forme ronde. Les planètes naines sont des corps dont la taille est inférieure à celle de Mercure et qui gravitent autour du Soleil.
mercure
Mercure est une petite planète rocheuse (ou tellurique), la plus proche du Soleil. Elle est la plus petite des planètes et ne possède pas d'atmosphère.
venus
Vénus est une planète rocheuse, jumelle par ses dimensions de la Terre. Elle a une forte atmosphère formée de gaz carbonique et des températures passant les 400°C. Les conditions sont trop chaudes pour l'existence de la Vie en raison d'un intense effet de serre.
terre
La Terre est une planète rocheuse placée dans la zone d'habitabilité du Système solaire. Les conditions sont ni trop chaudes, ni trop froides pour permettre le développement de la Vie liée à la présence d'eau liquide. Un effet de serre satisfaisant maintient une température moyenne sur la planète compatible avec la présence d'eau liquide. La Vie actuelle sur Terre est basée essentiellement sur le mécanisme de la respiration et l'oxygène atmosphérique en grande quantité permet ce fonctionnement particulièrement efficace et propre aux activités des êtres vivants.
lune
La Lune est un corps rocheux en orbite autour de la Terre, il s'agit de son satellite naturel. En absence d'atmosphère sur la Lune, la Vie est impossible.
hommelune
L'Homme sur la Lune - Mission Apollo 17 en 1972.
mars
Mars est une planète rocheuse de dimension moyenne, possédant une faible atmosphère. On remarquera au pôle l'existence de glace carbonique et d'eau. L'examen détaillé de la planète montre qu'il y a eu de l'eau s'écoulant à sa surface et on trouve un très faible taux d'oxygène dans son atmosphère. Ces deux indices sont compatibles avec la présence ancienne de Vie sur cette planète, mais le fait n'est toujours pas démontré.
solmars
Paysage martien pris par une sonde spatiale posée à sa surface.
asteroide
Entre Mars et Jupiter se trouve une ceinture d'astéroïdes (ceinture principale). On trouve des astéroïdes en d'autres points du Système solaire comme sur l'orbite de Jupiter (astéroïdes troyens) ou au delà de Neptune (ceinture de Kuiper).
ceres
Cérès est la plus petite planète naine connue du Système solaire et en conséquence le plus gros "astéroïde" de la ceinture principale. On parle de planète en raison de sa rotondité.
jupiter
Jupiter est une géante gazeuse dont le noyau rocheux est de dimension inconnue. C'est une masse énorme d'hélium et d'hydrogène. On pourra s'intéresser aux satellites de Jupiter comme Io, Europe, Ganymède, Calisto, qui sont des corps rocheux. Mais aucun de ces corps ne se trouve dans la zone d'habilitabilité du Système solaire.
saturne
Saturne est une géante gazeuse caractérisée par ses anneaux bien visibles. Comme Jupiter c'est une masse d'hélium et d'hydrogène. Ses principaux satellites rocheux sont Encelade et Rhéa, mais il y en a bien d'autres. Eux aussi ne se trouvent pas dans la zone d'habitabilité du Système solaire.
encelade
Encelade est un petit satellite de Saturne de mesurant que 500 km de diamètre, soit sept fois plus petit que notre Lune. On a découvert sous la surface de ce satellite un océan de dix kilomètres de profondeur sous une surface de 30-40 km de glace. L'eau peut même y être relativement chaude en raison d'une certaine activité hydrothermale. L'énergie nécessaire à la fusion de l'eau provient des fortes forces d'attraction, dites "forces de marées", de Saturne. Encelade présente tous les ingrédients (eau, chaleur, minéraux) favorables à l'existence de la Vie. La preuve ne peut être apportée pour l'instant, il ne manque plus que les Bactéries ! Une mission spatiale dédiée sera nécessaire à cette démonstration.
uranus
Uranus, géante gazeuse à son tour, mais de taille plus restreinte que les deux précédentes, présente quelques satellites intéressants comme Miranda. Ce secteur n'est pas habitable.
neptune
Neptune est la dernière géante gazeuse et dernière des huit planètes du Système solaire. On pourra s'intéresser à son satellite Triton, mais qui n'est pas habitable. Elle se trouve 30 fois plus loin du Soleil que la Terre.
pluton
Nous avons déjà vu Cérès présente dans la ceinture principale d'astéroïdes. Pluton est l'exemple même de planète naine ou plutoïde.
eris
Eris est une planète naine tout comme Pluton (ci-dessus) ou Sedna (ci-dessous). On trouve aussi Makémaké ou Hauméa...

sedna
La planète naine Sedna.
comete
L'essentiel des comètes a une origine lointaine aux confins du Système solaire. Une part provient de la ceinture de Kuiper dont nous avons déjà parlé pour les astéroïdes, d'autres du nuage d'Oort (sorte de nuage hypothétique qui serait formé de millions de corps situés entre 20000 et 100000 UA).
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Qu'est-ce qui caractérise la Terre dans l'Univers ?
TP - Exploration du Système solaire et de l'Univers - TP - La Terre, planète de Vie
Le Système solaire est formé d'une étoile, le Soleil autour duquel gravitent huit planètes et leurs satellites. On distingue les planètes rocheuses (Mercure, Vénus, Terre, Mars) et les planètes géantes gazeuses (Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune). S'y ajoutent des planètes naines (Pluton, Sedna, Cérès...), des ceintures d'astéroïdes, ainsi que des comètes qui proviennent des confins du Système solaire. Seule la Terre réunit les conditions favorables à l'existence de la Vie : pourquoi ?
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CH.1 - 2. Des conditions sur Terre et ailleurs compatibles avec la Vie


News - Une exoplanète découverte en août 2016 autour de Proxima du Centaure
terre
La Terre s'est formée en même temps que le Système solaire, il y a 4,6 Ga. La Vie est apparue sur Terre il y a 3,5 Ga dans une ambiance d'eau liquide. Deux-tiers de la surface de la Terre est couvert d'Océan (en bleu sur la photographie). - Des recherches récentes (2016) repoussent les premières traces de vie connue à 3,7 Ga suite à la découverte de stromatolithes au Groenland.

eau
L'eau liquide est nécessaire selon les connaissances actuelles à l'apparition et au maintien de la Vie. L'eau n'est liquide qu'à une certaine température et à une certaine pression. Pour la Terre la moyenne est de 15°C et la pression d'une atmosphère : on y trouve de l'eau dans ses trois états (solide, liquide et gazeux).
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L'Homme contient 65% d'eau, un arbre 75%, une méduse 95%. Les réactions chimiques nécessaires à la Vie ne sont possibles qu'avec une grande mobilité des molécules, ce qui est possible dans l'eau liquide, mais aussi une cohésion des organismes, ce qui est maintenu par la capacité soluble de l'eau.
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Les extrêmophiles sont des êtres vivant dans des conditions extrêmes sur la terre. On a trouvé des bactéries dans des eaux proches de 100°C (sources chaudes) ou de 0°C (eaux glacées) en pleine activité, soit toute l'étendue de l'état de l'eau liquide. La Vie n'est guère limitée par l'acidité ou l'alcalinité (ph entre moins de 3 et plus de 9), ni les fortes concentrations en sels ou en métaux. Elle peut se développer à grande profondeur dans les Océans et ainsi résister à de très fortes pressions. Certains êtres vivants résistent aux radiations. Et enfin, certains organismes peuvent survivre avec très peu d'eau, mais ont besoin d'un peu d'eau liquide toujours. L'oxygène n'est pas nécessaire à la Vie et de nombreux êtres vivants savent réaliser la fermentation plutôt que la respiration.
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effetdeserre
©© bysa - R.A.Rohde (traduit) - Wikipedia - Il convient d'ajouter l'énergie interne de la Terre (volcanisme, dynamique des plaques terrestres) qui est en proportion néanmoins infime

La température dépends de l'énergie solaire absorbée et l'énergie planétaire rayonnée vers l'espace. L'atmosphère a un rôle important d'effet de serre conservant la chaleur à la surface de la planète. En conséquence une Terre plus près du Soleil serait trop chaude, plus loin trop froide. Une Terre avec une atmosphère plus épaisse serait trop chaude à cause d'un effet de serre excessif.
Proches de la zone d'habitabilité Vénus est trop chaude en raison de sa trop grande proximité avec le Soleil et de l'effet de serre excessif de son atmosphère dense, Mars est trop froide en raison de son éloignement au Soleil et de son atmosphère peu dense à faible effet de serre. On pense que Mars a eu jadis une atmosphère plus épaisse, désormais perdue dans l'espace en raison de la gravité insuffisante de la planète, et un effet de serre suffisant pour la présence d'eau liquide.

zonehabitable
Zone habitable autour d'une naine jaune comme le Soleil et comparaison avec d'autres étoiles - Au delà il fait trop froid et en-deçà trop chaud, la Terre est à la bonne distance

marsrivieres
Lits de rivières asséchés sur Mars (Sonde européenne Mars Express) - Il s'agit d'une preuve d'existence d'eau liquide sur la planète jadis

calottemars
La calotte polaire de Mars est composée de glace carbonique et de glace d'eau. L'eau n'y est pas liquide en raison de températures trop faibles. Par contre un satellite de Saturne nommé Encelade pourrait présenter des formes de Vie.

alphacentauri
Une planète a été découverte près de l'étoile la plus proche du Soleil, alpha du Centaure qui est en fait un système triple dont on voit ici les étoiles B et A. Le Soleil est visible sur cette représentation d'artiste dans le fond (Sun) - ©© by - ESO - Wikipedia

gliese581
©© by - Pseudonyme - Wikipedia - Traduit
Gliese 581 est une étoile, naine rouge, de masse plus faible que celle du Soleil située dans la constellation de la Balance. Elle se trouve à 20,5 années lumières du Soleil. Sa zone d'habitabilité est plus proche de l'étoile que celle du Soleil et concerne deux ou trois des exoplanètes répertoriées.

eaumolecule
La molécule d'eau est formé de deux atomes d'hydrogènes et d'un atome d'oxygène. Elle est orientée électriquement avec un pole double-négatif (∂-) et deux pôles positifs du situés tous deux du même côté (∂+) si bien que cette molécule à l'état liquide s'accorde avec les ions comme le Na+ ou le Cl- mais aussi des composés organiques comme les acides aminés (composants des protides). L'eau est un super solvant propice à l'émergence de la Vie.

Les phospholipides proposent un pole hydrophile et un pole hydrophobe, propres à former des membranes incluant le patrimoine cellulaire des êtres vivants.
phospholipdes
Les molécules organiques du vivant se sont formées dans l'océan primitif de la Terre, s'organisant de glucides, lipides, protides et ADN, le tout enfermé dans une membrane de phospholipides dans un ensemble fonctionnel produisant un être vivant primordial.
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Quelles sont les conditions favorables à la Vie ?
TP - Les conditions de la Vie et possibilité de vie extra-terrestre
La Terre est la seule planète du Système solaire (et de l'Univers) où la Vie est connue. Elle se trouve à la bonne distance pour permettre l'existence d'eau liquide, ni trop près, ni trop loin du soleil, elle est dans la zone d'habitabilité. Son atmosphère et l'eau liquide sont maintenues de manière pérenne grâce à sa gravité. Ceci est favorable de plus à un effet de serre maintenant une température modérée à sa surface. Ces conditions ont pu exister de manière transitoire sur la planète Mars et des recherches sont menées parmi les exoplanètes. La Vie apparaît après un certain temps (1 Ga pour la Terre) dans des conditions favorables autour d'une étoile comme le Soleil. Elle n'est connue nulle part ailleurs dans l'Univers pour l'instant.
Il s'agit maintenant de préciser plus en détail ce qu'est un être vivant.

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Vidéo - Extra-terrestres - Enquête spatiale (50 minutes)