Compte rendu de la Rencontre du CERA du vendredi 6 juin 2008
Après un voyage de 10 mois et 711 millions de kilomètres, la sonde américaine Phoenix s’est posée sans encombre le 25 mai 2008 sur Mars. Sa mission : chercher des traces de vie. Aujourd’hui, où en sont les recherches à ce sujet ?
François RAULIN est chercheur en exobiologie, Président de la Commission « Sciences de la vie » du Comité Mondial de la Recherche Spatiale. Il est aussi professeur à l’université de PARIS XII et notamment responsable d’une équipe d’exobiologistes qui étudient Titan, Mars et les comètes. Il est responsable scientifique dans plusieurs missions spatiales, dont Cassini-Huygens ; il collabore régulièrement avec les plus grands scientifiques du monde, et notamment de la NASA ; il est l’auteur de nombreux ouvrages de vulgarisation. Il a entre autres publié « A la recherche d’une vie extra-terrestre », aux Editions Le Pommier en 2006.
Il s’agit de l’étude des structures et processus liés à la vie, et par extension de la possibilité d’existence de la vie dans l’univers.
Que font les scientifiques dans le domaine de la vie extra-terrestre ?
N’attendez pas un scoop aujourd’hui ! Nous n’avons aucune indication sur une vie extra-terrestre mais les chercheurs continuent à essayer de la mettre en évidence. De quelles manières ?
Au préalable, citons quelques étapes historiques :
– A la fin du XIX° siècle, on a cru voir des canaux artificiels sur Mars. Percival LOWELL (1855 – 1916) a dépensé à peu près toute sa fortune pour réaliser un télescope très performant pour l’époque. Des canaux gigantesques lui sont apparus, qui laissaient imaginer l’existence d’une vie. En réalité, il ne s’agissait pas de canaux mais de nuages de poussières que les moyens d’observation ne permettaient pas de discriminer.
– Vers 1960, on commençait à utiliser le domaine de la radio pour observer l’espace, imaginant que des êtres pouvaient peut-être avoir recours à des ondes radios pour communiquer. Franck DRAKE utilise un radiotélescope surnommé SETI (Search Extra Terrestre Intelligency). Cette expérience, qui portait le nom de « Ozma » a été le démarrage de recherches systématiques dans ce domaine. Francis DRAKE a écouté deux étoiles, sans succès. Aujourd’hui, nous continuons ces recherches avec des outils informatiques.
– Toujours dans les années 60, il a été décidé d’envoyer un homme sur la Lune de manière à en rapporter des échantillons lunaires. On s’est reposé à cette occasion la question d’une hypothétique vie sous forme d’éventuels micro-organismes sur la Lune. C’est à cette époque que l’on a commencé à considérer le risque que représentait le fait de rapporter du matériel potentiellement dangereux pour la Terre. Des études ont été menées dans ce sens.
– >A cette même époque, Josua LEDERBERG, microbiologiste, Prix Nobel en 1958, et Carl SAGAN, astrophysicien, ont décidé de travailler ensemble. L’association de ces deux domaines de la science était très novatrice. En témoigne la naissance de ce domaine d’études pluridisciplinaires : l’exobiologie. Le sens de ce terme a évolué depuis sa création.
Il existe différentes approches pour cette quête d’une vie ailleurs :
Par l’intermédiaire d’instruments postés à Terre, en orbite terrestre ou bien grâce à des engins envoyés hors du système solaire. Nous ne sommes pas en mesure de mettre en place ces derniers aujourd’hui.
– SETI représente une approche très spéculative mais pourrait donner un résultat immédiat.
– Une meilleure compréhension des origines de la vie sur Terre pourrait permettre de mieux comprendre le développement de celle-ci ailleurs.
Il convient donc de se poser la question : qu’est-ce que la vie ?
– Un organisme est dit vivant si :
o il échange de la matière et de l’énergie avec son environnement,
o il se reproduit,
o il évolue par sélection naturelle,
o il s’adapte aux contraintes de l’environnement.
– Tous les systèmes vivants terrestres sont basés sur l’existence de la cellule dont le poids est constitué d’environ 70% d’eau. Cette cellule est entourée d’une membrane qui contient des macromolécules (protéines), et de l’ADN.
– Les biologistes ont observé un classement des êtres vivants en trois grandes catégories :
o les bactéries,
o les archaebactéries,
o les eucaryotes (cellules avec noyau), qui sont à l’origine des animaux, des plantes, des fungi (champignons) et des protistes (micro-organismes).
Luca (Last Common Universel Ancestor) est l’ancêtre commun universel à tout notre système vivant. Son apparition est évaluée à 5,3 milliards d’années.
Théories des générations spontanées :
Jusqu’au XIX° siècle, on a cru que les micro-organismes apparaissaient spontanément. Il a fallu attendre Pasteur pour mettre à plat cette théorie et avoir la preuve qu’il s’agit d’une contamination.
Théorie de la panspermie :
Certains scientifiques ont émis l’idée qu’il se produit des rayonnements entre les planètes qui peuvent mettre en mouvement des petits objets en exerçant de légères pressions. La lumière émise par une étoile exerce de telles pressions susceptibles de promener des micro-organismes d’un endroit à un autre de l’univers. Ces chercheurs ont avancé l’hypothèse selon laquelle ceux-ci auraient ainsi ensemencé la Terre. Nous serions dans ce cas des extra-terrestres !
Peu à peu, atomes et molécules auraient évolué dans l’eau en s’accroissant en complexité, jusqu’à atteindre le stade humain.
De nombreuses observations s’accordent avec cette théorie. Deux scientifiques, un Anglais et un Russe, ont émis la même hypothèse de cette longue évolution chimique, sans avoir pourtant jamais communiqué entre eux.
Cette théorie ne se basait jusqu’alors que sur des idées. Vers les années 1950, des expériences chimiques en laboratoire ont été tentées. L’élaboration chimique du processus décrit ci-dessus a dû prendre des millions d’années. Il n’était donc pas question d’en reconstituer toutes les étapes. En 1953, Stanley MILLER a eu l’idée d’utiliser un dispositif en verre dans lequel il a introduit de l’eau liquide auquel il a ajouté un système gazeux proche de celui de la Terre ainsi que du méthane. Dans un second temps, il a envoyé de l’énergie sous la forme de deux petites électrodes, pour casser les molécules. Les gaz en circulant, forment des composés de plus en plus complexes. MILLER a fait fonctionner son système durant six jours. Le 7° jour… Il s’est avéré que 2% des composés organiques plus lourds que les atomes obtenus étaient des acides aminés primitifs, maillons de base de toutes les chaînes protéiques qui existent sur Terre, donc potentiellement de la vie. Cette expérience constitue un grand soutien à la théorie de l’évolution chimique.
Par ailleurs, on s’aperçoit aujourd’hui qu’une chimie pré-biotique a cours dans les grandes fosses abyssales. Une faune se développe, ce qui corroborerait cette théorie.
20 000 tonnes de micrométéorites tombent sur Terre chaque année. Il y a des millions d’années, ces 20 000 tonnes étaient multipliés par 1 000. Ces micrométéorites ont pu apporter des micro-organismes. La « cuisine » pré-biotique se serait faite sur Terre avec des ingrédients venus d’ailleurs.
Quand la vie serait-elle apparue sur Terre ?
Il existe beaucoup de publications erronées à ce sujet.
Il y a 4,56 milliards d’années, la Terre en formation était très largement bombardée. Ce phénomène a duré environ 500 millions d’années. Aucune vie ne pouvait s’y développer. Une fourchette d’environ 500 millions d’années a été retenue pour dater l’apparition de la vie sur Terre, entre 4 milliards et 3,5 milliards d’années.
Les lieux susceptibles d’abriter la vie dans l’univers :
Des contraintes environnementales ont conduit des scientifiques à sélectionner un certain nombre d’objets du Système Solaire susceptibles d’abriter la vie. Une des conditions indispensables étant la présence d’eau liquide, de nutriments et d’énergie. Quels sont ces objets ?
Vénus :
Cette planète présente de nombreux points communs avec la Terre mais, aujourd’hui, sa pression atmosphérique est quatre-vingt-dix fois supérieure à celle de la Terre, et la température à sa surface s’élève à plus de 450°. Des océans s’y trouvaient peut-être il y a longtemps, mais c’est terminé.
Mercure :
Ne s’y trouvent ni atmosphère, ni oxygène, ni eau liquide. Donc pas de vie.
Mars :
Il existe un mythe martien probablement né de l’observation de ce qui paraissait être des canaux. Ceux-ci ont largement frappé l’imagination humaine.
L’exploration Viking, en 1975, a mené des expériences à la recherche d’une vie microscopique. Sans résultat probant. Depuis, on a compris la raison de cet échec. La surface de Mars étant recouverte d’oxydants très puissants, il conviendrait d’effectuer des prélèvements plus en profondeur pour trouver des composés intéressants. A ce jour, aucune mission martienne n’a été en mesure de creuser suffisamment profond. Le Projet Exomars prévoit d’envoyer un vaisseau en 2013. Celui-ci déposera un petit module équipé d’un système de forage capable de creuser la surface de Mars sur environ 2 mètres de profondeur.
Viking a tout de même constaté qu’il y a eu un jour de l’eau à la surface de Mars. Cette surface semble assez jeune car elle ne présente pas beaucoup de cratères. Ce qui laisse supposer qu’elle s’est renouvelée au cours des bombardements de météorites .
Il y a 3,5 à 4 milliards d’années régnaient sur cette planète des conditions climatiques analogues à celles qui baignaient la Terre à la même époque. Mais l’atmosphère faible sur Mars empêche apparemment l’eau de s’écouler.
Des photos américaines montrent des « coulures » sèches, qui témoignent de présence d’eau à un moment donné. Il existerait, selon les mêmes sources, des poches d’eau dans le sol martien. D’où l’idée de retourner sur Mars dès que possible pour effectuer d’autres prélèvements.
Plusieurs expéditions américaines ont eu lieu : Mars Odyssée en 2001, Mars Express en 2003, Mars Reconnaissance Orbiter en 2005, Mars Phoenix Scout en 2008. Mars Science Laboratory aura lieu en 2009. L’Europe prend aussi part à la course. Elle participait à Mars Express en prenant des photos à très haute résolution de la surface de Mars. La présence de glace, et par conséquent d’eau, a pu être ainsi identifiée.
Jupiter :
Quelques gros satellites galiléens tournent autour de Jupiter. Parmi ceux-ci, Europe nous intéresse particulièrement car sa surface recouverte de glace laisse apparaître d’importantes fractures dans lesquelles se trouvent peut-être de l’eau sous forme liquide. Des plaques en forme de pièces de puzzle, s’apparentant à des banquises, semblent flotter. Même si le satellite Europe ne possède pas d’atmosphère, certaines conditions sont réunies pour imaginer la présence d’une vie pré-biotique.
La NASA étudie actuellement des moyens possibles de confirmer cette hypothèse. Parmi ceux-ci, l’envoi d’un vaisseau équipé d’un petit bathyscaphe qui enverrait un pénétrateur capable de percer 3 mètres de glace. C’est un système très spéculatif mais à l’étude. Un autre moyen serait la mise en service d’un petit satellite artificiel d’ici une dizaine d’années, destiné à surveiller de possibles échappées gazeuses.
Les comètes :
Ce sont des objets pleins de matières organiques qui, à ce titre, nous intéressent. Un des objectifs de la mission Rosetta (Agence Spatiale Européenne), est d’envoyer en 2014 un petit module qui va analyser une comète et son noyau. Le principal obstacle rencontré réside dans l’extrême légèreté d’une comète. Les scientifiques cherchent donc une solution pour arrimer le module à la comète, pourquoi pas en le crochetant à l’aide de grappins ? C’est à l’étude.
Titan :
Il s’agit de l’un des satellites de Saturne, à peu près deux fois plus petit que la Terre, qui possède une atmosphère dense. Sa surface n’est pas observable par lunette, d’où la nécessité d’avoir recours à des instruments dédiés. La mission européenne Cassini-Huygens tourne autour de Saturne et de quelques-uns de ses satellites, dont Titan, depuis octobre 97. La sonde spatiale Cassini-Huygens est composée de la sonde Cassini et du module Huygens.
Mise à part sa température notamment (environ – 180°), il existe des analogies entre cet objet et la Terre :
– Présence d’eau liquide, non pas en surface mais souterraine, visible grâce à des déplacements de plaques en surface.
– Présence d’atmosphère dont le principal constituant est de l’azote.
– Présence d’un grand lac dont le liquide a été identifié, il s’agit d’un hydrocarbure, l’éthane,
– existence de structures ressemblant sur photos à des rivières. Le liquide qui s’y écoule est du méthane.
– Paysages de galets (constitués de glace d’eau, alors que sur Terre, il s’agit de silice),
– paysages de dunes formées selon le même processus que sur Terre. Il s’agit de glace d’eau déplacée par des vents.
– Présence d’argon, comme sur Terre.
Aucun témoignage de vie n’a été jusqu’à présent recueilli sur Titan. En revanche, la mission Cassini-Huygens a fait une découverte imprévue : l’apparition de grands jets à la surface d’Encelade, autre satellite de Saturne, qui soulève l’idée de poches d’eau pressurisée liquide qui serait expulsée sous forme de particules de glace.
Une nouvelle mission est en préparation, « Tandem », qui retournera sur Encelade en 2017.
Hors du système solaire :
Le site Internet http://exoplanet.eu/catalog.php tient à jour le nombre de planètes détectées. Au 2 juin 2008, 294 planètes ont été découvertes.
Quels sont les moyens dont on dispose pour y déceler des traces de vie ?
– SETI (cf. p.1)
– L’analyse de la composition de petites planètes extrasolaires. La mission « Darwin » est prévue en 2020 pour mener ces recherches.
En conclusion et pour légitimer si besoin était toutes les recherches que je viens d’énumérer, je dirais qu’il est important pour préserver la planète bleue de comprendre les processus des autres planètes.
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Il s’agit d’investissements financiers très importants. Mais les missions dont je viens de parler ne sont pas spécifiques à la recherche de vie sur Titan par exemple, il ne s’agit que d’une partie de ces missions.
Une mission comme Viking a coûté environ 1 milliard de $ en 1976. Le budget global de la mission Cassini-Huygens représente environ 2 milliards de $, budget réparti entre les Etats-Unis, l’Europe et le Canada. Ce type de mission emploie, tous métiers confondus, entre 3 000 et 4 000 personnes.
Cassini a prouvé les effets de la relativité d’Einstein.
Autre exemple, les prouesses réalisées en matière de miniaturisation, permettant d’alléger au maximum le matériel embarqué, servent à d’autres métiers. Par exemple aux scientifiques chargés de mesurer la pollution atmosphérique.
Scientifiquement, ce n’est pas nécessaire. Mais les géologues, par exemple, pensent qu’ils ne pourront jamais être remplacés par des robots.
L’homme a vraiment envie d’explorer l’univers. D’ici 20 à 30 ans, il est prévu d’envoyer un homme sur Mars.
Certains chercheurs utilisent effectivement les probabilités pour évalue l’hypothèse de la vie dans l’espace. Le problème, c’est qu’il est difficile de discriminer les paramètres à prendre en compte.
Oui, sûrement. Nous avons choisi le carbone parce qu’il est présent sur Terre et relativement abondant dans l’univers.
Mis à part des cas exceptionnels, les choses se font pas à pas.
Des outils vont être placés sur Mars en 2014. On ne va pas trouver immédiatement la vie grâce à ces engins. Dans le meilleur des cas, on va trouver des bio marqueurs qui vont nous mettre sur la voie.
Le seul espoir de découvrir la vie ailleurs très rapidement, c’est SETI. Il y a une trentaine d’années, nous avions cru trouver quelque chose. En réalité, il s’agissait d’un pulsar (nom donné à une étoile à neutrons, tournant très rapidement sur elle-même et émettant un fort rayonnement électromagnétique).
Il existe à ce sujet une règlementation gérée par les Nations Unies. Si l’objet que l’on envoie sur Mars se dépose sur son sol, il faut que celui-ci soit stérilisé et qu’il dépose moins de 300 spores par cm2. (Les spores sont les éléments reproducteurs des organismes inférieurs, tels que les bactéries, les protozoaires, les champignons et les plantes cryptogamiques).
Oui, en matière touristique notamment.
Certains ont également un regard sur les ressources minières. Mais aujourd’hui, tous les industriels sont d’accord pour dire que leur exploitation serait trop coûteuse. Mis à part l’hélium 3 peut-être, qui se trouve sur la Lune. Ce sont toutefois des préoccupations assez récentes.
Quoi qu’il en soit, il faudra de nouveau déposer un homme sur la Lune de manière à éprouver notre technologie avant d’imaginer se rendre ailleurs. Car rappelez-vous, le dernier passage d’un homme sur la Lune date de 1969 !
Les chercheurs, croyants ou pas, séparent recherches et spiritualité. La Science parvient à comprendre beaucoup de choses depuis le Bing Bang. Concernant ce qui s’est passé avant, c’est difficile de se faire une idée. D’où la tentation de faire intervenir la notion de divin.
Nos recherches sont égo et géo centriques. Nous n’avons aucune preuve de vie. Si celle-ci existe, elle doit être primitive, bactérienne. Notre vision est un peu limitée. Heureusement, nous disposons d’outils pour explorer.
Ce phénomène irrite le monde scientifique car nous passons notre temps à essayer de prouver nos théories. Or, un O.V.N.I. n’apparaît qu’une fois.
Nous disposons d’outils d’observation depuis la Terre de plus en plus perfectionnés. Beaucoup d’observatoires travaillent pour s’assurer notamment que les météorites épargnent la Terre. Si des O.V.N.I.S. existaient, ces observatoires les décèleraient.
Franck DRAKE a pointé son télescope vers des étoiles sans information particulière. Imaginez vouloir écouter une émission de radio sans en connaître ni le jour, ni l’heure, ni la fréquence ! Vous aurez pourtant davantage de chance de la trouver que les Terriens d’identifier des ondes émises par d’autres êtres vivants.
Aujourd’hui, nous disposons d’instruments permettant d’identifier de nombreux faisceaux. L’université de Berkeley a créé un logiciel que l’on peut installer sur n’importe quel ordinateur, qui récolte de nombreuses données.
Le SETI Institute est majoritairement alimenté par des dons faits par des entreprises. Peu de Français participent à ces opérations informatiques.
L’étude de l’atmosphère terrestre, avec la pollution comme principale préoccupation.
L’étude de l’effet des éléments de la troposphère sur le climat. Pour exemple, nous étudions les mouvements qui transportent du sable du Sahara en France. Phénomène qui a une incidence sur le climat.
D’abord, le métier d’exobiologiste n’existe pas en tant que tel. On fait des études de physique, de chimie, de planétologie,… et on conjugue toutes ces connaissances pour étudier l’exobiologie.
Compte-rendu réalisé par Laurence CRESPEL TAUDIERE
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