Pendant des milliards d'années, la vie sur Terre a été bien camouflée des observateurs extérieurs, et nous pourrions à notre tour manquer accidentellement la vie sur d'autres planètes pour des raisons similaires: c'est encore trop simple.
Des chercheurs des États-Unis ont examiné la question de savoir à quel moment de l'histoire de la Terre un hypothétique observateur extraterrestre pourrait y détecter la vie. Selon leurs calculs, pendant près de 90% de l'histoire de la planète, elle aurait dû paraître inhabitée aux observateurs extérieurs. L'article correspondant est envoyé pour publication dans Astrobiology, et son texte peut être trouvé sur le serveur de pré-impression de l'Université Cornell.
Les scientifiques se sont demandé comment le rapport de l'oxygène, de l'ozone et du méthane dans l'atmosphère a changé au cours de l'histoire de la planète. Ces gaz sont souvent appelés biomarqueurs, car maintenant sur Terre, ils sont formés biogéniquement, c'est-à-dire à la suite de l'activité d'organismes vivants. Selon ce groupe de chercheurs, dans le passé de la Terre, ils étaient également produits biogéniquement. Il s'est avéré que le rapport de l'oxygène, de l'ozone et du méthane dans l'atmosphère terrestre variait selon des lois très complexes, difficiles à détecter par observation astronomique externe. En particulier, la production d'oxygène par la vie terrestre a commencé des centaines de millions d'années avant l'apparition de l'oxygène libre dans l'atmosphère. Pendant très longtemps, tout a été consacré à l'oxydation de la matière organique morte laissée par les générations passées de bactéries qui n'avaient pas encore produit d'oxygène.
La teneur en méthane dans l'atmosphère a considérablement changé tout au long de l'histoire de la planète. Avant l'apparition de grandes quantités d'oxygène, il se peut qu'il n'y ait pas de couche d'ozone qui protège le méthane des rayons ultraviolets. Par conséquent, la durée de vie des molécules de ce gaz à cette époque était très courte. Après l'apparition de l'oxygène, il a augmenté, tout comme la concentration de méthane. Cependant, dès que la teneur en oxygène atteint quelques pour cent, la concentration en méthane baisse à nouveau. L'oxygène et la vapeur d'eau ont contribué à la formation de • radicaux OH - hydroxyle, qui détruisent rapidement les molécules de méthane. Comme le notent les auteurs, de l'extérieur, sans atterrir sur la planète ni obtenir des spectres extrêmement précis, il est difficile de comprendre laquelle des phases ci-dessus est l'atmosphère locale.
Les auteurs arrivent à la conclusion qu'il y a jusqu'à 2,5 milliards d'années, la détection de l'oxygène et de l'ozone biogéniques dans l'enveloppe gazeuse de la Terre depuis l'extérieur était exclue, et il y a 2,5 à 0,5 milliard d'années, c'était très difficile. Malgré l'apparition de l'oxygène, sa concentration reste encore faible: il continue à oxyder la matière organique des époques passées. Mais le méthane après l'apparition de l'oxygène, c'est-à-dire tous les 2,5 milliards d'années, serait souvent irréaliste à détecter à des distances interstellaires. Cependant, même l'ayant découvert avant cet événement, il serait difficile de déclarer en toute confiance l'origine biogénique de ce gaz. Le système solaire, au moins sur Titan, contient du méthane et des hydrocarbures similaires. Mais, comme on le croit, ce gaz y surgit de manière inorganique.
Séparément, les chercheurs s'attardent sur les biosphères, qui se trouvent principalement dans les océans. Ils notent qu'avant l'aménagement du territoire, les processus de liaison du méthane biogène et de l'oxygène se déroulent en grande partie à l'intérieur de l'hydrosphère et ne se reflètent en aucune façon dans l'atmosphère. L'oxygène est lié aux déchets organiques de l'eau et le méthane est consommé par les micro-organismes vivants des océans. Ce scénario a régné sur Terre jusqu'à la période cambrienne, c'est-à-dire pendant des milliards d'années. Les auteurs classent une telle biosphère comme une biosphère de camouflage. En utilisant des télescopes technologiquement disponibles pour l'humanité aujourd'hui, il est extrêmement difficile de le détecter même à une distance de quelques dizaines d'années-lumière.
Plusieurs milliers d'exoplanètes candidates ont été découvertes ces dernières années grâce à l'utilisation de télescopes spatiaux. Des dizaines d'entre eux disposent déjà de données sur la composition de l'atmosphère. La prochaine génération de télescopes spatiaux, comme le James Webb ou le TESS, commencera ses travaux dans les années à venir. Ils pourront obtenir des données sur la composition des atmosphères d'assez petites planètes semblables à la Terre. Auparavant, on pensait qu'immédiatement après cela, en raison de la détection de gaz biomarqueurs, il serait possible de savoir en toute confiance s'il y a de la vie dans les systèmes stellaires voisins.
Les critiques de cette approche ont pointé vers Mars, où le méthane apparaît localement chaque été, mais il n'a pas encore été possible de comprendre s'il est biogène ou non. Comme ils le notent, il est naïf de croire que nous pourrons comprendre s'il y a de la vie à des années-lumière de nous, si nous ne pouvons rien dire avec certitude sur son existence à seulement deux ou trois minutes-lumière de la Terre. Les nouveaux travaux montrent que les télescopes dans un proche avenir ne peuvent détecter avec confiance qu'une vie très avancée, comme celle qui est présente sur Terre depuis 500 millions d'années. Les autres options, telles que les bactéries ou les protozoaires, leur sont encore inaccessibles. À en juger par notre planète, cela peut signifier que seule une petite partie de toutes les biosphères existantes dans les systèmes stellaires voisins sera révélée dans un avenir prévisible.
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