Lien entre activité microbienne émergente et climat de la Terre primitive

Des scientifiques de l'Université PSL, au sein de l'ENS - PSL et de l'Observatoire de Paris - PSL, en collaboration avec des chercheurs du CNRS membres de l'UMI iGLOBES de l'Université d'Arizona, établissent un lien entre l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) microbienne émergente sur la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive...) primitive et le climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de...) terrestre, les cycles glaciaires et donc l'habitabilité de notre planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre...) il y a plus de 3,5 milliard (Un milliard (1 000 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf millions neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999 999) et...) d'années. Parus dans la revue Nature Communications, le 1er juin 2020, ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour étudier les conditions d'habitabilité ailleurs, dans l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.).


Photographie de la surface d'Encelade, prise par la sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines,...) Cassini (La mission Cassini-Huygens est une mission spatiale automatique réalisée en collaboration par le Jet Propulsion Laboratory (JPL), l'Agence spatiale...) le 14 octobre 2015 et montrant des cratères traversés par de fines fractures. Illustration Wikimedia Commons NASA/JPL

A la faveur de l'interdisciplinarité dont l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) PSL porte le crédo, déclinée sur ce thème par la création en 2015 du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le...) interdisciplinaire (Un travail interdisciplinaire intègre des concepts provenant de différentes disciplines.) “Origines et conditions d'apparition de la vie” (OCAV), des chercheurs de l'Observatoire de Paris (L'Observatoire de Paris est né du projet, en 1667, de créer un observatoire astronomique équipé de bons instruments permettant...) - PSL, de l'ENS - PSL au sein de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter...) de Biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences...), et du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) au sein de l'UMI iGLOBES à l'Université d'Arizona, ont mis en commun leur expertise propre et leurs méthodes de simulation portant sur la modélisation planétaire (Un planétaire désigne un ensemble mécanique mobile, figurant le système solaire (le Soleil et ses planètes) en tout ou partie. Généralement les astres représentés sont animés soit...) d'une part et des systèmes écologiques d'autre part.

Ce travail fortement interdisciplinaire, identifié depuis le début du projet OCAV comme une contribution unique de PSL sur ce thème, a consisté à coupler ces deux approches pour obtenir l'évolution couplée de la composition atmosphérique, du climat, et de l'activité biologique. Les premiers écosystèmes consommant et produisant du méthane (Le méthane est un hydrocarbure de formule brute CH4. C'est le plus simple composé de la famille des alcanes. C'est un gaz que l'on trouve à l'état naturel et qui est produit par des...), supposés être apparus sur Terre avant la photosynthèse (La photosynthèse (grec φῶς phōs, lumière et σύνθεσις sýnthesis, composition) est le processus bioénergétique qui permet aux plantes et...) il y a plus de 3.5 milliards d'années, représentent le système élémentaire permettant de valider la pertinence de cette nouvelle approche à quantifier l'impact mutuel de l'activité biologique sur le climat et la composition atmosphérique.

Cette étude montre qu'entre 3,5 et 4 milliards d'années avant notre ère, l'évolution d'écosystèmes primitifs basés sur la production et la consommation du méthane, un gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend...) atmosphérique à fort effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans le cas des corps du système solaire) ou...), a influencé, en lien avec le cycle du carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.), le climat terrestre, les cycles glaciaires et donc l'habitabilité de notre planète. L'activité biologique a donc exercé un contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) fort de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) et du climat très tôt dans l'histoire de notre planète, plusieurs centaines de millions d'années avant que l'apparition des premiers organismes photosynthétiques oxygéniques ne conduise à l'émergence de l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) comme un gaz majeur de notre atmosphère.

Cette approche générale est maintenant appliquée pour quantifier la possibilité d'une activité méthanogénique au coeur d'Encelade, une lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne séparant...) de Saturne pour laquelle la sonde Cassini a mesuré la composition des jets éjectés en surface, et sur Mars, dont le sol profond à pu être habitable et habité tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) au long des 4 derniers milliards d'années. La biosignature atmosphérique de ces écosystèmes leur étant par ailleurs très spécifique, cette étude suggère que la détection d'une activité méthanogénique serait envisageable au-delà de notre système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant...), pour les exoplanètes de type terrestre qui offriraient des conditions similaires à la Terre primitive.

Article publié dans la revue Nature Communications, le 1er juin 2020,par Boris Sauterey (post-doctorant au sein de l'IRIS Ocav) en collaboration avec Benjamin Charnay (chercheur CNRS), Antonin Affholder (doctorant ENS - PSL, Observatoire de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au...) - PSL), Stéphane Mazevet (porteur du projet OCAV et directeur de recherche CNRS à l'Observatoire de Paris - PSL) et Régis Ferrière (Institut de biologie de l'ENS - PSL).
Co-evolution of primitive methane-cycling ecosystems and early Earth's atmosphere and climate
Cet article vous a plus ? Vous souhaitez nous soutenir ? Partagez-le sur les réseaux sociaux avec vos amis et/ou commentez-le, ceci nous encouragera à publier davantage de sujets similaires !
Page générée en 0.394 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique