Habitabilité de la Terre et d’autres planètes
Des conditions sur Terre et ailleurs compatibles avec la Vie
La Terre s’est formée en même temps que le Système solaire, il y a 4,8 Ga. La Vie est apparue sur Terre il y a 3,8 Ga dans une ambiance d’eau liquide. Deux-tiers de la surface de la Terre est couvert d’Océans (en bleu sur la photographie).
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 température 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).
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.
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.
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 surtout 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.
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.
La molécule d’eau est formé de deux atomes d’hydrogène 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.
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 cellulaire, membrane de phospholipides dans un ensemble fonctionnel (la cellule) produisant un être vivant primordial.
Quelles sont les conditions favorables à la Vie ?
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.
