Une vie complexe serait limitée par des gaz toxiques

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Les scientifiques devront peut-être repenser leurs estimations du nombre de planètes extérieures à notre système solaire qui pourraient abriter une riche diversité de vies.

La vie complexe serait moins répandue

Dans une nouvelle étude, une équipe dirigée par l’UC Riverside a découvert qu’une accumulation de gaz toxiques dans l’atmosphère de la plupart des planètes les rendait impropres à la vie complexe telle que nous la connaissons.

Traditionnellement, la recherche de la vie extraterrestre s’est en grande partie concentrée sur ce que les scientifiques appellent la «zone habitable», définie comme étant la distance séparant une étoile suffisamment chaude pour que de l’eau liquide puisse exister à la surface de la planète. Cette description convient aux microbes élémentaires unicellulaires, mais pas aux créatures complexes telles que les animaux – des éponges marines aux humains.

Les travaux de l’équipe, publiés aujourd’hui dans The Astrophysical Journal, montrent que la comptabilisation des niveaux prévus de certains gaz toxiques réduit la zone de sécurité pour la vie complexe d’au moins la moitié – et même, dans certains cas, l’élimine complètement.

«C’est la première fois que l’on considère que les limites physiologiques de la vie sur Terre permettent de prédire la répartition d’une vie complexe ailleurs dans l’Univers», a déclaré Timothy Lyons, l’un des coauteurs de l’étude, et professeur distingué de biogéochimie au département de Sciences de la Terre qui a parrainé ce projet.

Des écosystèmes complexes ne peuvent pas exister dans des régions de la zone habitable

« Imaginez une « zone habitable pour la vie complexe » définie comme une zone sûre où il serait plausible de préserver des écosystèmes aussi riches que ceux que nous trouvons sur Terre », a expliqué M. Lyons. « Nos résultats indiquent que des écosystèmes complexes comme le nôtre ne peuvent pas exister dans la plupart des régions de la zone habitable telle que définie traditionnellement. »

En utilisant des modèles informatiques pour étudier le climat atmosphérique et la photochimie sur diverses planètes, l’équipe s’est d’abord intéressée au dioxyde de carbone. Tout plongeur sous-marin sait que trop de ce gaz dans le corps peut être mortel. Mais les planètes trop éloignées de leur étoile hôte ont besoin de dioxyde de carbone – un puissant gaz à effet de serre – pour maintenir les températures au-dessus de zéro.

«Pour maintenir de l’eau liquide à la périphérie de la zone habitable conventionnelle, une planète aurait besoin de dizaines de milliers de fois plus de dioxyde de carbone que la Terre aujourd’hui», a déclaré Edward Schwieterman, auteur principal de cette étude et boursier du programme postdoctoral de la NASA travaillant avec Lyon . « Cela dépasse de loin les niveaux connus de toxicité pour la vie humaine et animale sur la Terre. »

Cette nouvelle étude conclut que la seule toxicité du dioxyde de carbone limiterait la vie animale simple à plus de la moitié de la zone habitable traditionnelle. Pour les humains et les autres animaux d’ordre supérieur, qui sont plus sensibles, la zone de sécurité se réduirait à moins du tiers de cette surface.

Il n’existe pas de zone de sécurité pour certaines étoiles

De plus, il n’existe pas de zone de sécurité pour certaines étoiles, notamment les deux plus proches voisins du Soleil, Proxima Centauri et TRAPPIST-1. Le type et l’intensité du rayonnement ultraviolet émis par ces étoiles plus froides et plus faibles peuvent mener à des concentrations élevées de monoxyde de carbone, un autre gaz mortel. Le monoxyde de carbone se lie à l’hémoglobine contenue dans le sang animal. Même de petites quantités peuvent provoquer la mort des cellules du corps en raison du manque d’oxygène.

Le monoxyde de carbone ne peut pas s’accumuler sur Terre parce que notre Soleil plus chaud et plus brillant produit des réactions chimiques dans l’atmosphère qui le détruisent rapidement. Bien que l’équipe ait conclu récemment que les biosphères microbiennes pourraient s’épanouir sur une planète riche en monoxyde de carbone, Schwieterman a souligné que «ces sites ne seraient certainement pas de bons endroits pour la vie humaine ou animale telle que nous la connaissons sur Terre».

« Nos découvertes fournissent un moyen de décider laquelle de ces myriades de planètes nous devons observer de manière plus détaillée », a déclaré Christopher Reinhard, ancien étudiant diplômé de l’UCR. « Nous pourrions identifier des planètes autrement habitables avec des niveaux de dioxyde de carbone ou de monoxyde de carbone qui sont probablement trop élevés pour supporter une vie complexe. »

Si la vie existe elle se situe au-dessous d’une surface rocheuse 

Les résultats des travaux précédents de l’équipe ont déjà servi de base aux missions spatiales de prochaine génération, telles que l’Observatoire sur les exoplanètes habitables proposé par la NASA. Outre la Terre, aucune planète de notre système solaire n’héberge une vie qui puisse être caractérisée à distance. Selon Schwieterman, si la vie existe ailleurs dans le système solaire, elle se situe au-dessous d’une surface rocheuse ou glacée.

Les exoplanètes pourraient donc être notre meilleur espoir de trouver des mondes habitables plus proches de nous. «Je pense que montrer à quel point notre planète est rare et spéciale ne fait que renforcer sa protection», a déclaré Schwieterman. « Pour autant que nous le sachions, la Terre est la seule planète de l’Univers capable de soutenir la vie humaine. »

Source : University of California – Riverside
Crédit photo : Pixabay

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