Les scientifiques ont construit un modèle informatique de la Terre sans vie pour aider à déterminer si des planètes lointaines pourraient héberger des organismes vivants ou simplement avoir des conditions qui ressemblent à celles d’un monde habité.
Des chercheurs de l’Université de Washington ont développé une simulation qui modélise la manière dont les produits chimiques se déplacent entre le noyau, le manteau, la croûte, la surface et l’atmosphère d’une planète sur des milliards d’années. Le modèle pourrait aider les astronomes à identifier les signaux atmosphériques sur les exoplanètes rocheuses qui ne peuvent être expliqués par des processus géologiques ou autres processus non biologiques.
Cette distinction est importante alors que les scientifiques recherchent des signes de vie au-delà de notre système solaire. Les astronomes ont catalogué plus de 6 000 exoplanètes et examinent l’atmosphère de mondes prometteurs à la recherche de gaz susceptibles d’indiquer une activité biologique. Cependant, trouver une planète potentiellement habitable ne prouve pas que la vie y existe.
Pour relever ce défi, les chercheurs ont simulé l’évolution géochimique de la Terre sur cinq milliards d’années, couvrant sa formation il y a environ 4,5 milliards d’années et s’étendant sur environ 500 millions d’années dans le futur. Le modèle exclut l’influence des organismes vivants, permettant aux scientifiques d’examiner comment les systèmes d’une planète pourraient évoluer sans la biologie.
Simuler une Terre sans vie
La simulation s’appuie sur un modèle antérieur développé dans le laboratoire de Rory Barnes, professeur agrégé d’astronomie à l’Université de Washington. Les versions précédentes incluaient le noyau, le manteau, la croûte et le rayonnement stellaire de la planète, mais ne prenaient pas en compte la surface et l’atmosphère.
L’auteur principal, Samantha Gilbert-Janizek, a élargi le modèle pour inclure ces systèmes manquants, créant ainsi une image plus complète de la façon dont les produits chimiques se déplacent sur une planète rocheuse. La simulation a reproduit 19 propriétés planétaires, dont le flux de chaleur à travers le manteau terrestre.
Le modèle fournit une base de référence pour comprendre à quoi pourrait ressembler l’atmosphère d’une planète sans vie. Les chercheurs peuvent ajuster ses entrées pour représenter d’autres exoplanètes rocheuses et tester si les conditions atmosphériques observées peuvent être reproduites par des processus non biologiques.
Cela pourrait aider les scientifiques à éviter de confondre l’activité géologique avec des preuves de la présence d’organismes extraterrestres. Une planète peut avoir une atmosphère contenant des produits chimiques associés à la vie, mais ces gaz pourraient également provenir d’interactions entre son intérieur, sa surface et son atmosphère.
Distinguer la vie de la géologie
La Terre offre un exemple de l’importance de cette distinction. Les organismes vivants rejettent continuellement des gaz tels que l’oxygène et le méthane dans l’atmosphère. Ces gaz réagissent les uns avec les autres, leur présence simultanée peut donc suggérer que des processus biologiques les reconstituent.
Un astronome observant la Terre depuis un autre système stellaire pourrait donc considérer cette combinaison comme un possible signe de vie. Mais les scientifiques doivent d’abord comprendre si des processus non biologiques pourraient produire des conditions atmosphériques similaires sur d’autres mondes.
Le nouveau modèle permet aux chercheurs de tester cette possibilité. Si l’atmosphère observée d’une planète peut être reproduite sans inclure la vie, les résultats pourraient offrir une explication non biologique. Si la simulation ne parvient pas à reproduire les observations, la planète pourrait devenir une cible plus intéressante pour des investigations plus approfondies.
Les chercheurs affirment que ces travaux pourraient également éclairer la conception de futurs télescopes spatiaux, notamment le projet d’observatoire des mondes habitables de la NASA, destiné à étudier les planètes potentiellement habitables autour d’autres étoiles.
L’étude n’identifie pas d’exoplanète habitée ni ne détecte de vie extraterrestre. Au lieu de cela, il fournit un outil permettant d’améliorer la manière dont les scientifiques interprètent les observations atmosphériques et distinguent les signaux potentiellement biologiques de l’évolution naturelle d’une planète.
L’étude paraît dans Le journal des sciences planétaires.
