Y a-t-il suffisamment de produits chimiques sur les mondes glacés pour y maintenir la vie?

Pendant des décennies, les scientifiques ont cru que sous la surface glacée de l' Europe , le satellite de Jupiter, il pourrait y avoir de la vie. Pendant ce temps, il y avait plusieurs preuves différentes en faveur du fait que ce satellite n'est pas seul. En effet, dans le système solaire, il existe de nombreux "mondes océaniques" qui sont potentiellement capables de soutenir la vie: Cérès , Ganymède , Encelade , Titan , Dion , Triton et même, probablement, Pluton .

Mais que faire si ces mondes manquent des éléments nécessaires à une vie telle que nous la connaissons? Dans une nouvelle étude, deux scientifiques du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) ont décidé de déterminer si les mondes océaniques pouvaient être déficients en éléments nécessaires à la vie. Leurs découvertes peuvent sérieusement affecter les théories sur l'existence de la vie dans le système solaire et au-delà, sans parler de notre capacité à étudier la vie.

Une étude récente sur Internet s'intitule «La vie extraterrestre est-elle supprimée sur les mondes avec des océans souterrains en raison d'un manque d'éléments essentiels à la vie?» Il était dirigé par Manasvi Lingam, postdoctorant de l' Institut des théories et de l'informatique (ITC) de l'Université de Harvard et du CfA, avec le soutien d'Abraham Loube, directeur de l'ITC, et de Frank Baird, professeur agrégé de sciences à Harvard.


Représentation artistique d'une exoplanète aquatique située sur une naine rouge loin de nous

Dans les études précédentes, l'habitabilité des lunes et autres planètes était centrée sur la présence d'eau. Il en était de même pour l'étude des planètes et des satellites à l'intérieur du système solaire, et il en est de même pour l'étude des planètes à l'extérieur. À la recherche de nouvelles exoplanètes, les astronomes étudient attentivement la question de savoir si cette planète se trouve dans la zone habitable de son étoile.

C'est le principal signe de la possibilité que la planète ait de l'eau liquide à sa surface. De plus, les astronomes tentent d'obtenir des données spectroscopiques sur l'environnement des exoplanètes pierreuses pour déterminer si la planète perd de l'eau de l'atmosphère - la présence d'hydrogène moléculaire peut l'indiquer. Pendant ce temps, d'autres études tentent de déterminer la disponibilité des sources d'énergie, car elles sont également cruciales pour l'existence des formes de vie que nous connaissons.

En revanche, le Dr Lingam et le professeur Lobe ont abordé la question de savoir comment la vie sur les planètes océaniques pourrait dépendre de la disponibilité de nutriments limitants. Depuis quelque temps, il y a un débat houleux sur le type de nutriments nécessaires à la vie extraterrestre, car la présence de ces substances peut varier d'un endroit à l'autre et au fil du temps. Comme Lingam nous a envoyé un e-mail:

La liste la plus courante des éléments nécessaires à la vie du type que nous connaissons comprend l'hydrogène, l'oxygène, le carbone, l'azote et le soufre. De plus, une petite quantité de certains métaux (par exemple, le fer et le molybdène) peut également être utile à vie, cependant, la liste de ces métaux est plus incertaine et varie.


Une image artistique de l'intérieur de la section de la croûte d'Encelade, montrant comment l'activité hydrothermale peut conduire à l'apparition de geysers d'eau à la surface du satellite.

Pour la recherche, Lingam et Loub ont créé un modèle basé sur les océans terrestres pour déterminer si le processus d'émergence et de disparition dans les océans du VPO peut être similaire à des processus similaires se produisant sur d'autres mondes. Sur Terre, les sources de VPO sont les rivières, l'atmosphère et les glaciers, et la lumière du soleil fournit de l'énergie.

Ils ont estimé que le phosphore serait la plus importante de toutes les substances répertoriées, et ont estimé la quantité de celui-ci et d'autres éléments que les mondes océaniques aux conditions initiales différentes pourraient contenir. Comme l'a expliqué Lingam, il est logique de supposer que sur de tels mondes, l'existence potentielle de la vie sera également déterminée par la présence d'un équilibre entre l'afflux et la sortie du VPO.

«Si les débits sortants sont beaucoup plus forts que les affluents, cela peut indiquer que les éléments nécessaires disparaîtront relativement rapidement. Pour évaluer la puissance des entrées et des sorties, nous avons utilisé la connaissance de la Terre, en les combinant avec les paramètres de base des mondes océaniques, tels que le pH de l'océan, la taille du monde et ainsi de suite, avec tout ce qui est connu des observations et des modèles théoriques. »

Bien que les sources atmosphériques ne soient pas disponibles pour les océans souterrains, Lingam et Loeb ont représenté la contribution des sources hydrothermales. Des preuves de leur existence ont déjà été reçues pour l'Europe, Encelade et d'autres mondes océaniques. Ils ont également examiné les sources non biologiques - telles que les minéraux emportés par les pierres par les pluies sur Terre ou, dans le cas des satellites, par les eaux océaniques.


Représentation artistique d'une éventuelle activité géothermique pouvant aller au fond de la mer sur Encelade

Ils ont constaté que sur les mondes océaniques du système solaire, il est très probable qu'ils manqueront de VPO, contrairement à l'eau et à l'énergie.

Nous avons constaté que les réserves de phosphore, l'un des éléments les plus importants pour la vie selon les hypothèses de notre modèle, disparaissent assez rapidement (selon les normes géologiques) sur les mondes océaniques qui ont des océans neutres ou alcalins avec une activité hydrothermale. Par conséquent, il résulte de notre travail que la vie sur de tels mondes peut exister en petites concentrations (ou à de petits intervalles de temps), et, par conséquent, elle sera plutôt difficile à détecter.

Une telle conclusion affecte bien sûr les missions conçues pour étudier l'Europe et d'autres satellites du système solaire externe. Cela comprend la mission Europa Clipper de la NASA, qui devrait être lancée entre 2022 et 2025. La sonde devrait voler plusieurs fois près de la surface de l'Europe et essayer de détecter des biomarqueurs dans des jets de geysers s'élevant de la surface du satellite.

Une mission similaire devrait être envoyée à Encelade, en outre, la NASA envisage la possibilité d'une mission Dragonfly pour étudier l'atmosphère, la surface et les lacs de méthane de Titan. Cependant, si l'étude de Lingam et Loube est correcte, les chances de ces missions de trouver des signes de vie dans les mondes océaniques du système solaire seront plutôt maigres. Cependant, comme l'ont noté les Lingam, ils croient encore à la nécessité de telles missions.


Image artistique de la mission du vaisseau spatial Europa Clipper.

"Bien que notre modèle prédit que les futures missions spatiales dans ces mondes ont peu de chances de découvrir avec succès la vie extraterrestre, nous pensons qu'elles devraient être effectuées de toute façon", a-t-il déclaré. «Ils fourniront une excellente occasion de vérifier et de confirmer ou de réfuter les prévisions clés de notre modèle, et de collecter plus de données pour améliorer notre compréhension des mondes océaniques et de leurs cycles biogéochimiques.»

De plus, comme l'écrit Loub, cette étude s'est concentrée sur la vie d'un genre que nous connaissons. Si les missions dans ces mondes peuvent trouver des sources de vie extraterrestre, cela signifiera que la vie peut apparaître sur la base de conditions et d'éléments qui ne nous sont pas familiers. À cet égard, l'étude de l'Europe et des autres mondes océaniques est non seulement souhaitable, mais également nécessaire.

"Nos travaux démontrent qu'une composante aussi importante du type de vie que nous connaissons sous le nom de phosphore est rapidement épuisée dans les océans souterrains", a-t-il déclaré. «En conséquence, la vie dans les océans, qui existeraient sous la glace de surface d'Europe ou d'Encelade, ne sera pas facile.» Si les futures missions confirment un faible niveau de phosphore, mais trouvent la vie dans ces océans, alors nous apprendrons une nouvelle voie chimique pour la vie autre que terrestre. "

En conséquence, les scientifiques en quête de vie dans l'univers doivent utiliser l'approche de moindre résistance. Jusqu'à ce que nous découvrions la vie en dehors de la Terre, toutes nos hypothèses raisonnables seront basées sur une telle vie qui existe sur notre planète. Je ne peux même pas imaginer une meilleure excuse pour sortir d'ici et explorer l'Univers!