Exobiologie - Définition
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Introduction
L'exobiologie (aussi appelée astrobiologie par les anglo-saxons) est une science interdisciplinaire qui a pour objet l'étude des facteurs et processus, notamment géochimiques et biochimiques, pouvant mener à l'apparition de la vie, d'une manière générale, et à son évolution. Ceci s'applique aussi bien à l'émergence de la vie sur terre, il y a 3 à 4 milliards d'années, qu'à la possibilité de vie ailleurs dans le système solaire, voire sur d'éventuelles planètes extrasolaires ou autre. Elle s'attache à rechercher d'éventuels processus présidant à l’évolution de la matière organique simple (biomolécules : chaînes peptidiques, nucléiques ou lipidiques) vers des structures plus complexes (premières cellules, premiers systèmes génétiques, etc.) autant que d'éventuelles traces ou possibilité de vie sur d'autres astres connaissant des environnements radicalement différents du nôtre. Une profonde interaction entre des domaines aussi divers que la physique, la chimie organique et inorganique, la biochimie, la biologie cellulaire, la climatologie, la géochimie, la planétologie et la modélisation informatique (pour ne citer que ceux-là) est donc indispensable pour tenter d'appréhender les processus en œuvre dans leur ensemble. Par extension, l'exobiologie concerne également la recherche de vie extraterrestre sous quelque forme que ce soit, y compris intelligente (programme SETI) s'il y a lieu, mais ce domaine reste très marginal, en attendant d'éventuelles avancées significatives.
Conditions préliminaires
Pour que de la vie puisse se développer sur une planète, on admet généralement, comme conditions nécessaires, la présence d’eau liquide, d’azote, de carbone et éventuellement de silicium.
La stabilité de l'orbite de la planète dans la zone habitable (pour que la vie ait le temps de se développer), et la stabilité de son/ses étoile(s) sont également considérées comme nécessaires.
L'existence de vie sur des planètes dépourvues d'eau ou d'une atmosphère semblable à la nôtre n'est pas exclue, mais demeure hautement spéculative. De plus, compte tenu des connaissances scientifiques actuelles, qui sont par définition limitées à la vie sur notre planète, il est plus facile de bâtir des programmes de recherche à partir de ce que nous savons être de la vie, qu'à partir de pures spéculations.
La terre est-elle une exception ?
Selon l'équation de Drake, il peut exister aussi bien une seule terre habitable (la nôtre) qu'une multiltude.
Corps célestes
Sur Terre
Selon les connaissances scientifiques actuelles, la Terre est la seule planète du système solaire à posséder la vie. Cette singularité contraint l'exobiologie à la considérer comme un modèle unique et donc indispensable. C'est à partir des conditions d'apparition et d'évolution supposées de la vie sur terre que l'on est conduit à inférer des modèles d'exobiologie dans des conditions plus ou moins semblables. De ce point de vue, et en l'absence de découverte incontestable de vie extraterrestre, l'exobiologie reste une discipline scientifique hypothético-déductive.
Les formes de vie terrestre qui ont le plus influencé les modèles exobiologiques sont sans aucun doute les organismes extrémophiles. En effet, si des bactéries arrivent à se développer, sur Terre, dans des conditions extrêmes de température (organisme thermophile), de pression (piézophile), de pH (acidophile, alcalophile) ou de rayonnement (organisme radiorésistant), là où on n'aurait pas cru trouver de vie il y a quelques décennies, alors on peut supposer que la vie peut ou doit se développer sur n'importe quelle planète où ces conditions sont présentes.
Sur Mars
On n’a toujours pas établi, en dépit d’une croyance tenace, la preuve de présence de vie sur Mars quand bien même celle, dans le passé, de l'eau liquide ne fait plus de doute. On y trouve du pergélisol, voire du mollisol [1].
Plusieurs sondes spatiales ont été envoyées sur cette planète, notamment les sondes du programme Viking, Mars Express, le module Beagle 2 et les robots de la mission Mars Exploration Rover.
La présence d'eau liquide a été confirmée sur Mars, mais pas la présence d'une quelconque forme de vie.
Autres corps du système solaire
Europe est un satellite de la planète Jupiter, recouvert d'un océan gelé à sa surface. On estime à 10 kilomètres, voire plus encore, l'épaisseur de la couche de glace sous lequel il serait possible de trouver de l'eau à l'état liquide où auraient pu se développer des piézophiles résistantes à d’énormes pressions (de l'ordre de plusieurs mégapascals), en l'absence de toute lumière solaire et où la rareté des sources de nourriture serait un handicap. Les scientifiques réfléchissent à différentes méthodes pour atteindre cet océan sous la glace en utilisant comme modèle le lac Vostok, enfoui sous les glaces de l'Antarctique. Deux types de problèmes techniques se posent : comment atteindre cet océan sans forage puisqu'il est économiquement invraisemblable d'envoyer une station traditionnelle de forage jusqu'à cette lune, et comment atteindre cet océan sans le contaminer par des formes de vie terrestres.
Titan intéresse les exobiologistes car son atmosphère (1,5 fois la pression terrestre) contient de l'azote, du méthane, et d'autres corps composés. Elle ressemble à celle de la Terre avant l'apparition de la vie. La sonde européenne Huygens, larguée par la sonde américaine Cassini, est devenu le premier engin à s'y poser en janvier 2005. Pendant quatre heures, elle a renvoyé une masse de données inédites sur l'atmosphère et le sol de cette lune.
En ce qui concerne Ganymède, Callisto ou Encelade, aucune ne semble, à ce jour, aussi prometteuse qu'Europe, c'est-à-dire présenter la possibilité d'un océan d'eau liquide sous la couche de glace. Par contre, la découverte de glace en autant d'endroits, depuis les années 1970, a renforcé la conviction des astronomes à l'effet que l'eau soit un élément chimique très répandu dans l'Univers.
Sur les astéroïdes et comètes
La découverte sur Terre d'acides aminés présents sur des météorites d'origine extraterrestre a constitué une révolution majeure qui a contribué a rendre crédible l'exobiologie. La présence en quantité importante de composés carbonés dans les comètes et qui serait libérés lors de leurs passage dans le système solaire interne constitue une autre manifestation intéressante pour la compréhension de l'apparition de la vie sur Terre.
En dehors du système solaire
Il n'est pas possible aujourd'hui de déterminer directement l'existence de vie extraterrestre en dehors du système solaire. Néanmoins, plusieurs projets sont en voie d'être créés dans ce but.
Depuis 1995, la découverte d’exoplanète laisse penser qu'il sera possible un jour de détecter - si elle existe - l'existence de vie extra-terrestre, en analysant leur atmosphère par spectrométrie. L'Agence spatiale européenne a un projet qui devrait voir le jour d'ici 2025, le projet spatial Darwin. Ceci demeure théoriquement hors de portée des instruments actuels, mais plusieurs observations récentes suggèrent toutefois la possibilité, d'ores et déjà, de détecter l'atmosphère autour de telles planètes.
Les exoplanètes habitables
Découverte le 4 avril 2007 par une équipe d'astronomes français, portugais et suisses, Gliese 581 c est une exoplanète en orbite autour de l'étoile Gliese 581, un astre de type naine rouge situé à une vingtaine d'années-lumière du système solaire. Il s'agirait de la première planète extra-solaire découverte dans la zone habitable de son étoile, et qui devrait donc présenter de grandes similitudes avec la Terre du point de vue de sa température de surface. Gliese 581 étant une étoile considérablement moins lumineuse que le Soleil, la température de Gliese 581 c reste peu élevée malgré le petit rayon de son orbite (environ 11 millions de kilomètres). Sa température moyenne est estimée entre -3 °C (pour un albédo comparable à Vénus) et 40 °C (pour un albédo similaire à la Terre), ce qui autoriserait la présence d'eau liquide à sa surface.
Exobiologie
Il n'existe pas encore de consensus sur la nature et les différentes formes que peuvent prendre d'éventuelles vies extraterrestres. Dans ce domaine, l'esprit créatif et imaginatif des auteurs de science-fiction est plus abondant que les preuves scientifiques.
Le SETI entreprend la recherche de vie intelligente via un projet d'écoute de signaux radio-électriques.
