Image dans l’en-tête : Boucle d’or et les trois ours. Source : kidsshortmoralstories.com
Dans l’histoire de Boucle d’or (Goldilocks en anglais), la douce et belle enfant essaie tout dans la maison de montagne : les chaises, les assiettes de nourriture, les lits. Les affaires de papa ours sont trop grandes, trop dures, trop chaudes. Celles de maman ours sont trop molles, trop froides, etc. Heureusement, la famille ours a un bébé, car ses affaires sont toutes parfaites. En astronomie, la « zone boucles d’or » est la zone autour d’une étoile où tout est parfait (où l’eau liquide peut exister en permanence), et la « planète boucles d’or » a juste les bonnes propriétés pour que tout reste dans les limites du vivable.
Si tu as lu la première partie de ce cours dans son intégralité, j’espère que tu as appris que la Terre est une planète très spéciale et qu’elle possède de nombreuses propriétés qui se situent dans la fourchette de Boucles d’Or. Pour te rafraîchir la mémoire, je te propose ci-dessous une liste des propriétés les plus importantes de la planète Boucle d’or :
- Distance au soleil dans la zone habitable (température appropriée pour l’eau liquide) + orbite quasi circulaire autour du soleil (stabilité de la température tout au long de l’année).
- Rapport idéal entre l’océan et la terre – la circulation thermohaline fournit des tampons de température et distribue la chaleur.
- Masse idéale de la planète – atmosphère de bonne densité (stabilité du climat, stabilité du cycle du carbone et d’autres cycles d’éléments).
- Le rapport pression atmosphérique/température/gaz à effet de serre est toujours bon pour l’eau liquide et les températures vivables.
- Teneur en oxygène (origines de la photosynthèse, équilibre géosphère réductrice vs augmentation de l’oxygène)
- Composition du noyau planétaire et taux de rotation : champ magnétique permanent
- Chaleur interne suffisante : tectonique des plaques, volcanisme et magnétisme
- Une croûte ni trop fine ni trop épaisse : la tectonique des plaques
- À long terme : diminution de la concentration des gaz à effet de serre, compensation du « faible soleil ».
- Collision Theia : ajout d’éléments lourds (noyau, chaleur radioactive), ajout d’eau, angle d’incidence correct, vitesse correcte, masse correcte.
- La grande lune stabilise l’obliquité (inclinaison de 23°, saisons et climats tempérés).
- Jupiter réduit les risques d’un impact majeur qui pourrait tout tuer
- Distance à la galaxie centrale : dans la zone idéale
- Le Soleil n’est ni trop grand ni trop petit : pas de verrou de marée, et une stabilité suffisamment longue.
- Le Soleil est une étoile de troisième génération très stable dont la composition chimique est correcte.
La Terre est donc tellement idéale que les chances de trouver une planète aussi bonne et aussi vivable autour d’autres soleils deviennent plutôt faibles. Encore une fois, l’habitabilité de la Terre est restée suffisamment stable pendant 4 milliards d’années. C’était apparemment nécessaire pour donner à quelque chose d’aussi improbable qu’une vie multicellulaire complexe le temps de se développer, et même éventuellement de produire une espèce intelligente. N’oublie pas non plus que l’âge de la vie multicellulaire complexe sur Terre (« l’âge des animaux ») ne dure que 1 milliard d’années, alors que la planète Terre a existé pendant plus de 10 milliards d’années.
Terre rare
Il y a 25 ans, Donald Brownlee et Peter Ward ont publié leur célèbre livre « Rare Earth ». Ils y brossent le tableau de Boucle d’or que j’ai décrit plus haut. En se basant sur toutes les connaissances que nous avons de notre Terre, de la vie et des autres planètes, ils concluent qu’il est très improbable que sur une autre planète, toutes les propriétés soient exactement les bonnes et ce, pendant des milliards d’années. En d’autres termes, une vie multicellulaire complexe, ils ne s’attendent pas vraiment à la trouver. Pas à plusieurs dizaines ou centaines d’années-lumière autour de nous, ni même peut-être nulle part dans la galaxie de la Voie lactée ! En revanche, une vie simple, de type bactérien, pourrait être possible. Plus encore, plus nous en apprenons sur les premières formes de vie sur Terre, plus nous nous rendons compte que les conditions qui la rendent possible sont très courantes dans notre univers. En d’autres termes, la vie « simple » (comme nos procaryotes) pourrait bien être très répandue autour des autres étoiles qui nous entourent. Cependant, si nous trouvions ne serait-ce qu’une seule espèce bactérienne extraterrestre de ce type au cours de notre vie, cela constituerait une étape extrêmement impressionnante dans notre recherche de la vie.
Aujourd’hui, bien des années plus tard, Ward et Brownlee sont encore plus convaincus de leur théorie qu’auparavant. Ils affirment même que le terme « rare » (en anglais : rare) ne permet pas d’exprimer correctement les faibles chances que la vie complexe (avec des écosystèmes d’organismes multicellulaires) apparaisse sur une autre planète. Bien sûr, tout le monde n’est pas d’accord. À la fin de la deuxième partie, nous en discuterons plus en détail. Mais d’abord, nous allons explorer les propriétés essentielles de la vie sur Terre, afin de mieux comprendre ce qui se passe exactement sur une « planète vivante ».