On pense souvent que par « astrobiologie », on entend l’étude de la vie extraterrestre, car « astro » fait sûrement référence aux étoiles ? Ce n’est pas vrai. L’astrobiologie étudie toutes les formes de vie dans l’univers. Donc aussi bien la vie terrestre que la vie extraterrestre. Si tu n’étudies que la vie extraterrestre, tu fais de l’exobiologie. Astrobiologie = biologie terrestre + exobiologie.
À notre époque, les astrobiologistes sont engagés dans trois grands domaines de recherche :
- Explorer les possibilités de vie sur les exoplanètes : dans les systèmes planétaires autour d’étoiles autres que notre Soleil.
- Envisager la vie sur notre planète spéciale et complexe, la Terre, qui est jusqu’à présent notre seule forme de vie connue.
- La recherche de traces de vie extraterrestre dans notre système solaire.
La vie sur terre
Comment rechercher efficacement la vie ou l’habitabilité sur d’autres planètes ? Tu dois savoir ce que tu cherches et où chercher au mieux. Cela n’est possible que si tu connais bien le phénomène de la « vie » lui-même. Malheureusement, jusqu’à présent, il n’existe qu’un seul type de vie que nous pouvons apprendre à connaître : la vie terrestre. Mais heureusement, il est plus qu’intéressant d’étudier cette vie terrestre. Dans ce livre, nous allons rechercher les caractéristiques les plus fondamentales de la vie sur Terre, dans le but d’apprendre à estimer ce à quoi nous pouvons raisonnablement nous attendre sur d’autres planètes ou lunes. Comment la vie est-elle apparue et quelle est sa probabilité ? Pourquoi la vie n’est-elle pas restée sous sa forme simple ou à l’état de bactérie ? Était-il inévitable que la vie complexe apparaisse par la suite, ou était-ce simplement très étrange ? Quelles sont les grandes étapes qui se sont produites, et dans quelle mesure ont-elles été accidentelles ? Et quelles caractéristiques une planète doit-elle avoir pour contenir la vie et la maintenir ou lui permettre de se développer en organismes aussi complexes que les plantes, les animaux et les champignons ? Aucun astrobiologiste n’échappe à la longue quête de réponses à ces questions cruciales. Mais heureusement, cette quête est une source inépuisable d’émerveillement et de satisfaction professionnelle.
A la recherche du système solaire
L’environnement de notre étoile, le Soleil, et de ses huit planètes est d’une petitesse incalculable dans le gigantesque univers. À l’échelle humaine, il est si vaste qu’il faut s’armer de patience pendant des années, voire des décennies, à chaque fois que l’on acquiert de nouvelles connaissances par le biais de sondes envoyées. Pourtant, je suis convaincu que nous vivons une période propice aux grandes découvertes dans notre système solaire. Entre-temps, nous envoyons des missions scientifiques dans l’espace depuis environ 60 ans, et toutes les planètes ont été visitées au moins une fois. Aucun signe de vie extraterrestre n’a jamais été découvert. Alors, n’y aurait-il pas de vie à trouver dans notre système solaire ? Cela me semble peu probable. Nous savons de mieux en mieux où et comment chercher, et la technologie des instruments utilisés continue de s’améliorer de façon impressionnante. Il semble donc parfaitement raisonnable d’espérer qu’entre 2030 et 2060, nous trouverons les premières traces de vie extraterrestre ! Dans ce livre, nous allons voir comment la recherche de la vie dans le système solaire a progressé jusqu’à présent, et pourquoi nous nous attendons à une percée dans les décennies à venir. S’il existe une vie extraterrestre dans le système solaire, il est très probable qu’elle se trouve dans des endroits que nous n’avons pas encore étudiés au sol, et que nous visiterons grâce à de futures missions déjà en préparation aujourd’hui.
Recherche en dehors du système solaire
Et puis il y a le reste de l’univers… Depuis la fin du 20e siècle, nous avons déjà découvert des milliers de planètes autour d’étoiles autres que le Soleil, les exoplanètes. Nous savons que ces planètes existent. Il y en a d’innombrables milliards, et nous connaissons certaines propriétés de base des exoplanètes qui ont été découvertes. Mais aujourd’hui, nous n’avons pas encore les moyens d’observer ou d’étudier ces mondes en détail. Je crains qu’il ne faille attendre encore longtemps avant de pouvoir le faire. Néanmoins, la science progresse continuellement et petit à petit autour des exoplanètes. Et c’est très prometteur, car si nous voulons vraiment trouver un monde avec des plantes et des animaux ou d’autres formes de vie complexe, vraisemblablement, ce ne sera que par ce biais. Mais dans ce livre, je veux me limiter au système solaire parce que c’est précisément là que je m’attends à des percées au 21e siècle. Et parce que, en tant que biologiste, je trouve un peu plus fascinant de parler de sujets que nous pouvons explorer et tester dans notre propre vie. Aussi fascinante que soit la recherche sur les exoplanètes, il y aura bien d’autres auteurs qui écriront un livre sur ce sujet.
Je partage ce point de vue avec Bill Bryson, auteur du livre « une petite histoire de presque tout » :
Nous n’allons pas interagir avec la vie en dehors du système solaire au cours de notre vie. Même si, selon l’interprétation actuelle de l’équation de Drake, nous avons encore des millions de civilisations intelligentes dans la galaxie, la distance moyenne entre 2 civilisations est de 200 années-lumière. Trop loin, en d’autres termes.
Quel est l’intérêt de trouver des bactéries extraterrestres ?
Les monstres colorés avec trois yeux et six bras sont pour l’instant des sujets purement cinématographiques. Si notre génération trouve la première vie extraterrestre, il s’agira plus que probablement d’une vie de type bactérien ou peut-être d’organismes microscopiques plus complexes. Les raisons de ce choix apparaîtront clairement lorsque tu auras fini de lire ce livre. Mais alors, la découverte de micro-organismes extraterrestres est-elle vraiment si spéciale ? Pourquoi cela serait-il révolutionnaire pour nous, les Terriens ?
Eh bien, pour la plupart des gens, ce n’est même pas si spécial. Tout dépend de ce que tu aimes faire. Pour certaines personnes, cela aurait un impact énorme : par exemple, pour les biologistes – qui veulent comprendre la vie – et pour les philosophes – qui veulent évaluer à quel point nous sommes uniques. Quoi qu’il en soit, la découverte d’une vie microscopique extraterrestre permettra de répondre à de nombreuses questions en suspens :
La vie est-elle apparue plusieurs fois dans le système solaire ? La vie apparaît-elle facilement lorsque les « conditions de base » sont réunies ?
La réponse nous renseigne sur la difficulté ou la facilité avec laquelle le phénomène de la vie peut apparaître. S’il est apparu plus d’une fois, nous pouvons exclure que l’apparition de la vie sur Terre soit une coïncidence extrêmement exceptionnelle. Dans ce cas, nous pouvons également nous attendre à ce que la vie soit nombreuse sur des milliards d’autres planètes dans l’univers.
La vie sur Terre est-elle née dans les sources chaudes des profondeurs marines ou simplement à la surface de l’eau, comme dans les mares chaudes ?
L’origine de la vie dans les sources chaudes des profondeurs marines est l’hypothèse la plus populaire parmi les (astro)biologistes aujourd’hui. Son principal concurrent est l’émergence de la vie dans des bassins chauds et peu profonds qui s’assèchent continuellement et s’inondent à nouveau d’eau de mer. Notre recherche de vie extraterrestre se concentre principalement sur Mars (où des sources chaudes en eau profonde et des bassins peu profonds ont existé) et sur les océans souterrains du système solaire externe (où l’on ne trouve que des sources chaudes en eau profonde, mais pas d’eau de surface avec des bassins qui s’assèchent). Ainsi, si l’on découvre de la vie dans les océans souterrains des lunes glacées, on peut immédiatement en conclure que la vie terrestre est très probablement née dans les geysers des profondeurs.
Existe-t-il une seule forme de vie ou la biochimie est-elle différente de celle de la Terre ?
Si l’on étudie en détail la vie sur Terre, elle semble présenter des caractéristiques très logiques. Des caractéristiques qui découlent presque nécessairement des propriétés physiques et chimiques de notre environnement. Mais peut-être que de nombreuses variantes sont concevables après tout.
Supposons que nous trouvions une vie extraterrestre qui utilise la même biochimie que la Terre (ADN, ARNm, ATP, membranes cellulaires à partir de phospholipides, ribosomes, etc. Si nous trouvons une telle vie sur Mars, cela ne prouve pas grand-chose quant à l’existence ou non d’une biochimie alternative. Car le risque que Mars et la Terre se soient contaminées mutuellement par le biais de météorites lorsque les deux planètes avaient de l’eau liquide à la surface est très réel. En d’autres termes, il est possible que la première vie soit née sur la Terre ou sur Mars, et qu’elle ait ensuite contaminé la planète voisine. Ce n’est pas le cas des lunes glacées autour de Jupiter et de Saturne. Les chances que la vie terrestre y ait abouti, ait survécu et ait pu ensuite contaminer l’océan sous l’épaisse croûte de glace sont pratiquement nulles. En d’autres termes, la découverte sur les lunes de glace d’une forme de vie utilisant la même biochimie que la nôtre suggérerait très fortement qu’il n’existe qu’une seule forme réussie. Ou du moins au sein de notre système solaire. À condition que nous soyons sûrs que cette découverte sur une lune de glace ne puisse pas provenir d’une contamination par un vaisseau spatial humain sur cette lune de glace.
Quel niveau de complexité la vie peut-elle atteindre dans des conditions moins idéales ? Et quelle est la probabilité d’émergence d’une vie complexe (ou donc possiblement intelligente) ?
Il y a un bon siècle, on rêvait encore de Vénus comme d’une sorte de paradis biblique, couvert de riches forêts et d’une faune tropicale. Ce rêve est loin derrière nous, et les premières missions des années 1960 ont prouvé une fois pour toutes que cette planète est un enfer sans vie. Dans notre système solaire actuel, la Terre est clairement le paradis le plus riche et le plus vaste que l’on puisse imaginer pour la vie, si ce n’est le seul endroit où la vie peut s’épanouir. Mais certainement à notre époque, car nous vivons l’apogée de la richesse écologique dans l’histoire de notre planète. Tous les autres endroits du système solaire sont moins adaptés, et ne présenteront pas une telle biodiversité ni ne développeront des écosystèmes aussi époustouflants. Mais la « vie complexe » n’a-t-elle jamais existé en dehors de la Terre ? Y a-t-il peut-être de petits animaux qui nagent dans l’océan de la lune Europe ? Ou y a-t-il jamais eu sur Mars une atmosphère riche en oxygène qui aurait stimulé le développement des premiers animaux de ce système solaire ? En théorie, tout cela est possible. Mais honnêtement, nous n’avons aujourd’hui aucune idée du degré de réalisme de ces pensées.