Mise à jour le 12Juin 2012
 
CONFÉRENCE
"LES MULTIPLES CONDITIONS POUR L’HABITABILITÉ DES PLANÈTES"
Par André MAEDER
de l’Observatoire de l’Université de Genève
Organisée par l'IAP
98 bis Av Arago, Paris 14ème
 
Le mercredi 5 Juin 2012 à 19H30
 
Photos : JPM. pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)
Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur.  Voir les crédits des autres photos
Vidéo de la conférence par le CERIMES disponible sur leur site quelques jours après (le CERIMES propose aussi toutes les vidéos des conférences IAP) :      voir : http://www.cerimes.fr/le-catalogue/institut-dastrophysique-de-paris-iap.html
 
 
 
BREF COMPTE RENDU
 
 
 
 
 
 
André Maeder est professeur d’astronomie honoraire à l’Université de Genève, il a été aussi Directeur de cet Observatoire.
 
Il est passé aussi par Princeton aux USA.
 
Il a publié plus de 400 articles.
 
Son domaine : l’évolution stellaire et la vie dans l’Univers.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LA VIE DANS L’UNIVERS : UNE TRÈS LONGUE HISTOIRE.
 
 
Tout au long de l’histoire, on s’est posé la question de savoir s’il y avait de la vie ailleurs dans l’Univers.
 
Tout ne s’est pas terminé aussi tragiquement que pour Giordano Bruno, heureusement.
 
Il a fallu attendre 1982 pour que l’UAI (Union Astronomique Internationale) crée une commission d’astrobiologie.
 
Un calcul simple :
·        200 milliards d’étoiles par galaxie approximativement
·        10 fois plus de planètes.
·        200 milliards de galaxies approximativement
 
Donc on pourrait penser que les conditions seraient réunies pour que la vie se trouve aussi en d’autres endroits.
 
Mais, mais, mais, il faut certainement d’innombrables conditions pour aboutir à la vie ; on sait qu’il faut déjà de l’eau liquide, de plus de quelle vie parlons nous, les bactéries par exemple ont des conditions d’adaptation très différentes de la vie animale.
 
Les conditions auxquelles on pense sont :
·        astronomiques
·        géophysiques
·        climatologiques
·        biologiques
·        sociologiques
 
Examinons-en quelques unes.
 
 
 
CONDITIONS ASTRONOMIQUES.
 
La vie autour des étoiles n’est pas un long fleuve tranquille, en effet, elle nécessite une étoile moyenne.
 
·        Une étoile trop grosse aura une durée de vie trop courte et émet beaucoup d’UV, elle ne permettra pas une évolution vers la vie.
·        Les étoiles trop petites possèdent de nombreuses taches « solaires » qui émettent de puissants rayons X, pas très favorables à la vie.
·        Les étoiles doubles (qui représentent près de 60% des étoiles) ne sont elles aussi pas favorables à cause des conditions bizarres pour une planète à orbiter un système double
 
Il ne reste donc que les étoiles ayant en gros la masse solaire (0,9 à 1,2), ce qui représente quelques % des étoiles.
 
 
Les exoplanètes découvertes à ce jour ont pour la plupart des orbites excentriques et instables qui induisent des variations de température de surface très importantes ce qui n’est pas favorable à la vie.
Quand l’excentricité est trop importante, cela peut aussi conduire à des migrations de planètes.
 
Il semble donc que notre système solaire soit RARE.
 
 
LA ZONE HABITABLE.
 
 
 
Les étoiles de petite masse (0,5 Ms  75% des étoiles) brillent peu et leur zone habitable (zone où l’on trouve une température clémente permettant à l’eau liquide d’exister) est proche de l’étoile.
 
 
Cela peut provoquer par effet de marées, une rotation synchrone (comme la Lune) qui n’est pas l’idéal pour la vie (un côté très chaud un côté très froid).
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Concernant la zone habitable de la Terre, il est intéressant de noter que celle-ci évolue avec le temps, elle s’amincit.
 
En effet, le CO2 diminue dans l’atmosphère, il se fixe dans la croûte terrestre, il n’y aura donc un manque de CO2 au bout d’un certain temps (cela devrait faire enrager les écologistes NDLR) et il fera trop froid pour la vie évoluée.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNE GRANDE VARIÉTÉ DE PLANÈTES.
 
On pense qu’il existe dans l’Univers une grande variété de planètes :
·        des trop proches
·        des volcaniques extrêmes
·        des géantes gazeuses
·        des glacées
·        des planètes océans et
·        des planètes Terre
 
 
 
NOTRE PLANÈTE, LA TERRE.
 
La formation du système solaire : accumulation de matières, accrétion, l’espace aux alentours est balayé et donne naissance à des planètes.
 
Mais d’où vient que certaines ont de l’eau et du gaz dans leur atmosphère ? Car normalement, à la naissance de la Terre, tout est chassé vers les planètes géantes, les planètes internes n’ont que les métaux et réfractaires à leur disposition, alors d’où vient l’eau ?
 
L’EAU.
 
Des impacts d’astéroïdes (pour 80%) et des comètes (pour 20%). En fait la quantité d’eau apportée par ces corps est amplement suffisante pour remplir les océans, rappelons que l’eau des océans ne représente que 2/10.000 de la masse de la Terre !
 
Si on compte toute l’eau des océans et celle dans le sol…) cela ne fait que 1/1000 de la masse terrestre ; c’est très faible.
 
Alors pourquoi si peu d’eau ?
 
Serait-ce dû à l’action d’une super nova avant la naissance du système solaire, comme le pense Matthieu Gounelle du MNHN ?
 
La SN rend le système solaire naissant radioactif, les astéroïdes chauffés par cette radioactivité perdent une partie de leur eau, ce qui expliquerait le peu d’eau contenu par notre planète.
 
 
L’ATMOSPHÈRE.
 
Mais il ne suffit pas d’avoir une atmosphère, il faut pouvoir la garder.
 
Le meilleur exemple est Mars : sa taille est petite (une demie Terre) mais sa masse est 10 fois moindre que la Terre, la gravité n’est pas assez forte, son atmosphère s’est échappée dans l’espace au cours du temps.
Question : est ce qu’il y avait de la « vie » avant ce phénomène ? Si oui, y a t il des restes ? les sondes martiennes seront-elles capables de nous renseigner ?
 
Vénus, par contre, sœur jumelle de la Terre, a pu conserver son atmosphère, mais sa proximité au Soleil, a provoqué un effet de serre catastrophique qui a abouti à une température de 450°C au sol et à une pression de 90 atm.
H2O est dissocié par les UV, H s’échappe (donc plus d’eau) et CO2 reste.
 
 
LES IMPACTS.
 
Il faut souligner le rôle protecteur de la planète Jupiter, la plus grosse du système solaire, sa grande masse attire la plupart des objets qui pourraient percuter notre planète (voir comète SL-9).
Mais quand même la Terre a été beaucoup plus bombardée que la Lune, qui est 81 fois moins massive que notre planète.
 
Si il n’y avait pas Jupiter, on pense qu’il y aurait eu 10.000 fois plus d’impacts sur Terre.
 
Les probabilités d’impact avec notre planète dépendent de la taille du projectile :
·        de 1m : tous les ans
·        de 10m : tous les 100 ans
·        de 100m : tous les 1000 ans
·        de quelques km : tous les millions d’années
 
2000 astéroïdes de plus de 1km de diamètre croisent la Terre (les géocroiseurs).
Un rappel : Apophis qui nous menace fait 30 m approximativement.
 
 
Afin de surveiller ce ciel dangereux, on construit des observatoires spéciaux comme le LSST (Large Synoptic Survey Telescope) de 8,4m au Chili
 
 
Le LSST : vue d’artiste crédit LSST Organisation.
 
Il devrait à partir de 2020 couvrir tout le ciel en 3 nuits et détecter un astéroïde de 30m un mois avant impact.
 
 
 
 
 
 
 
CONDITIONS GÉOGRAPHIQUES ET CLIMATIQUES.
 
 
Notre planète est caractérisée par la tectonique des plaques et le volcanisme, ils ont façonné son aspect.
 
Les volcans sont très utiles :
·        Ils créent des terres émergées
·        Ils recyclent le CO2
·        Ils ont peut être facilité l’émergence de la vie.
 
 
 
 
L’action du CO2 est la plus importante ; car celui-ci joue le rôle d’un thermostat comme un régulateur, ce qui a permis à la Terre de garder son climat relativement stable.
 
On voit sur cette illustration le cycle du CO2 et de l’eau.
Le rôle de l’eau est très important car elle va recycler le CO2, c’est ce qui manque sur Vénus.
 
Si la Terre devient trop froide, le CO2 augmente dans l’atmosphère, un effet de serre se produit qui augmente la température.
Si la Terre devient trop chaude, le CO2 précipite beaucoup plus et diminue, la Terre devient plus froide.
 
 
 
 
 
Notre vie est basée sur la chimie du Carbone, C permet de former de longues chaînes moléculaires pour porter le code génétique.
 
L’eau est aussi nécessaire, c’est un solvant idéal, un régulateur thermique et la densité de son état liquide plus importante que celle de la glace permet à celle-ci de flotter et de protéger ainsi le liquide situé en dessous.
Imaginez un monde où la glace serait plus lourde que l’eau !!!!
 
 
La vie serait-elle originaire de la dorsale atlantique (mid atlantic ridge en anglais) où l’on trouve ces cheminées volcaniques sous l’eau, émettant des fumées noires acides ? Il semble que l’on trouve un nouvel écosystème à l’endroit baptisé Lost City.  qui aurait donné naissance à des composés organiques.
 
 
QUELQUES INVENTIONS BIOLOGIQUES MAJEURES.
 
 
 
 
Notamment la photosynthèse vers les –3 Milliards d’années.
 
Ce procédé casse la molécule H2O prend H pour créer des molécules organiques et relâche O dans l’atmosphère.
 
 
À noter aussi vers les –540Millions d’années, l’explosion cambrienne qui a donné naissance à la vie animale et humaine.
 
 
 
 
 
 
Suite à toutes ces « inventions » de la nature, on peut se poser la question suivante :
 
Contingences                               ou         Convergences ????
Hasard, notre vie est rare            ou         évolution similaire partout ??
J Monod ; et S Gould                  ou         Conway Morris
 
 
L’évolution ne va pas toujours vers le plus complexe, la sélection naturelle s’en charge.
 
La biodiversité est un avantage pour la vie.
 
 
 
 
On ne peut pas terminer une présentation sur les conditions de vie extrasolaire sans parler de la formule de Drake.
 
 
La durée d’une civilisation par rapport à l’âge d’une galaxie doit être prise en considération : 10-5 !!
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCLUSION.
 
 
LA VIE EXTRASOLAIRE EST POSSIBLE MAIS CERTAINEMENT RARE
LA VIE BACTÉRIENNE SERAIT PLUS FRÉQUENTE.
 
 
Mais très frustrant pour les scientifiques qui voudraient savoir : les distances qui nous séparent des autres mondes sont colossales !
 
D’après Calvin et Hobbs   traduction : « de temps en temps je me demande si le signe le plus sûr que la vie intelligente
existe ailleurs, n’est pas justement que personne ne nous ait déjà contacté ! »
 
 
 
POUR ALLER PLUS LOIN :
 
GLIESE 581 d : cette planète extra solaire serait habitable? Article tiré des astronews.
 
The habitability of super-Earths in Gliese 581
 
What makes a planet habitable? Par H Lammer et collègue; très bon à lire absolument.
 
Habitability of Super-Earth Planets Around Other Suns: Models Including Red Giant Branch Evolution
 
Manfred Cuntz : http://www.uta.edu/physics/main/faculty/cuntz/
 
Introduction à la tectonique des plaques par le site planète Terre.
 
La cité perdue du fond des mers, article de La Recherche.
 
Une lecture théologique et philosophique de Christian de Duve par Dominique Lambert .
 
 
Dossier exoplanètes sur votre site préféré.
 
 
L'unique Terre habitée ?
 
 
Livre de A. Maeder : L'unique Terre habitée ? , chez  La Procure
 
Ce livre est le prolongement de sa présentation.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bon ciel à tous !
 
 
Jean Pierre Martin .Commission de Cosmologie de la SAF.
www.planetastronomy.com
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