Le Soleil est l’un des acteurs majeurs de l’apparition de la vie sur Terre. Et ce sont probablement ses éruptions solaires incroyablement énergétiques qui le secouaient dans les premiers millions d’années de sa vie qui ont apporté à notre planète l’énergie nécessaire à notre émergence. Le point en vidéo.
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La Terre se situe en quelque sorte à parfaite distance du Soleil pour permettre à la vie de s'y développer. Il lui apporte toute la lumière dont elle a besoin pour s'épanouir. Mais lorsque le processus a commencé, il y a quatre milliards d'années, notre Étoile n'était, de loin, pas aussi brillante qu'aujourd'hui. Et notre planète devait se réduire à une boule de glace.
Les éruptions solaires à l'origine de la vie
Les astronomes pensent aujourd'hui que les éruptions solaires -- plus que la chaleur dégagée directement par notre Étoile -- ont joué un rôle capital dans le réchauffement de la Terre. Car ils savent que dans les premiers millions d'années de sa vie, notre Soleil était extrêmement actif. Les éruptions solaires étaient fréquentes. Et bien plus spectaculaires que celles que nous connaissons aujourd'hui. Certaines devaient être 100 fois plus énergétiques que la plus énergétique que les astronomesastronomes aient jamais observé. De quoi initier notamment la formation dans notre atmosphèreatmosphère de gaz à effet de serregaz à effet de serre. Et possiblement aussi des premières briques de la vie.
En perçant les mystères de l'apparition de la vie sur Terre, les chercheurs espèrent réussir à mieux cibler les exoplanètesexoplanètes qui pourraient abriter des formes de vie, ailleurs dans l'UniversUnivers.
L'apparition de la vie serait-elle due aux colères du jeune Soleil ?
Certaines tempêtestempêtes solaires peuvent être dévastatrices. Pourtant, selon une étude de la NasaNasa, celles, beaucoup plus puissantes, que le Soleil encore jeune produisait il y a 4 milliards d'années ont pu être salvatrices en favorisant le réchauffement de la Terre. Elles l'auraient peut-être même fécondée...
Article de Xavier DemeersmanXavier Demeersman paru le 25/05/2016
Comment la Terre, cette merveilleuse petite « bille bleue » (« blue marble ») colonisée par une multitude de formes de vie à sa surface - et jusqu'en des milieux extrêmes et insoupçonnés -, est-elle devenue habitable ? Cette aventure pleine de rebondissements que les chercheurs issus de plusieurs disciplines tentent de reconstituer a vraisemblablement commencé il y a quelque 4 milliards d'années (voir « La vie existait peut-être déjà il y a 4,1 milliards d'années »).
C'est cependant assez surprenant car, à cette période, notre monde ne semblait pas situé dans la zone habitable du Soleil. En effet, comme l'indiquent les modèles d'évolution stellaire corroborés par l'observation directe des alter ego de notre étoile éparpillés dans la GalaxieGalaxie, la luminositéluminosité du jeune Soleil était environ 30 % inférieure à ce qu'elle est aujourd'hui. Aussi, dans cet environnement plus froid, on pourrait imaginer qu'il n'y avait pas d'eau liquide à la surface de la planète, qui devait ressembler à une boule de glace... Eh bien pas du tout. Comme le montrent les registres géologiques, l'eau était liquideliquide et abondante, la Terre était une planète rocheuseplanète rocheuse potentiellement habitable. Cette énigme s'appelle « le paradoxe du jeune Soleil faible » (Faint Young Sun Paradox). Alors, comment expliquer les conditions plus clémentes qui régnaient sur Terre ?
Les scientifiques répondent que seul un puissant effet de serre pouvait compenser le déficit d'énergieénergie solaire. Depuis plusieurs décennies, de nombreux géophysiens, géochimistes et paléoclimatologues tentent de l'expliquer par des modèles climatiquesmodèles climatiques de plus en plus complexes, étayés par les connaissances croissantes sur le début de l'ArchéenArchéen. Des chercheurs de la Nasa, emmenés par Vladimir Airapetian, du Goddard Space Flight CenterGoddard Space Flight Center, pensent, eux, que « les tempêtes solaires ont pu être au centre du réchauffement de la Terre » et même une « clé pour la vie sur Terre ». Leur étude vient de paraître dans la revue Nature Geoscience.
Un réchauffement global salutaire
Comme le démontrent les observations du télescope spatialtélescope spatial Kepler, une étoile comme la nôtre est dans sa jeunesse autrement plus turbulente qu'à l'âge adulte (rappelons qu'actuellement, le Soleil, âgé de 4,57 milliards d'années, est au milieu de sa vie). Les éruptions solaires auxquelles nous assistons aujourd'hui, aussi impressionnantes soient-elles, sont bien plus faibles que dans ce lointain passé : 10 à 50 millions de fois moins énergétiques. Même les plus puissantes, accompagnées de bouffées de particules (des éjections de massemasse coronale) sont encore inférieures à celles générées il y a 4 milliards d'années. Les chercheurs parlent d'ailleurs de « supertempêtes », avec des vents solairesvents solaires 50 fois plus forts qu'aujourd'hui. Elles se produisaient environ 10 fois... par jour ! En comparaison, le Soleil est bien plus calme aujourd'hui puisque les plus puissantes se manifestent en moyenne une fois par siècle.
« Nos calculs montrent que l'on pouvait voir régulièrement des aurores jusqu'à la Caroline du Sud [32° de latitudelatitude nord, soit à peu près celle de Marrakech, au Maroc, NDLRNDLR], déclare l'auteur principal de ces recherches. Et comme les particules voyageaient le long des lignes du champ magnétiquechamp magnétique, elles ont pu éclater les moléculesmolécules d'azoteazote abondantes dans l'atmosphère. Il s'avère que cette modification de la chimiechimie de l'atmosphère a pu faire toute la différence pour la vie sur Terre. »
Un effet de serre et une chimie prébiotique
En ce temps-là, le champ magnétique terrestre était plus faible et l'enveloppe atmosphérique était composée à 90 % d'azote moléculaire (N2). Ce gaz est neutre et très peu réactifréactif. Mais l'assaut violent et répété du vent solaire a pu briser ces molécules et produire des atomesatomes d'azote isolés. Bien plus réactifs, ils auraient réagi sur le dioxyde de carbonedioxyde de carbone (CO2) ou le méthane (CH4), pour former notamment du monoxyde de carbonemonoxyde de carbone (CO) et du protoxyde d'azoteprotoxyde d'azote (N2O), un gaz à effet de serre 300 fois plus puissant que le CO2. Selon les auteurs, même si sa concentration dans l'atmosphère était faible, ce protoxyde d'azote aurait suffi à la réchauffer suffisamment pour que l'eau reste liquide à la surface de la Terre.
Les chercheurs vont plus loin et avancent que cette modification de la composition chimique de l'atmosphère aurait aussi pu initier une chimie prébiotiqueprébiotique, grâce à l'apparition du cyanure d'hydrogènecyanure d'hydrogène (HCN). Ce composé, très réactif, peut en effet conduire à des composés azotés, comme les acides aminésacides aminés. Ensemble, cinq molécules de HCN peuvent aussi former de l'adénineadénine (qui se trouve dans la molécule d'ATPATP et dans les acides nucléiquesacides nucléiques). De plus, l'énergie quotidiennement apportée par le vent solaire pourrait être celle qui a permis à la chimie prébiotique d'aller jusqu'aux grandes molécules, comme l'ARNARN.
Cette explication n'est pour l'instant qu'une hypothèse mais elle a le mérite de l'originalité, faisant des colères du jeune Soleil une source de vie pour la Terre... (La question, il est vrai, se pose aussi avec le Grand bombardement tardif car lui aussi a pu participer à l'éclosion de la vie, sur Terre et sur Mars... Et qu'en serait-il si la LuneLune n'était pas là ? Et si la tectonique des plaques ne s'était enclenchée... ?)
L'équipe d'Airapetian rappelle aussi que ces bourrasques incessantes de vent solaire auraient pu faire voler en éclats l'atmosphère terrestre (c'est ce qui a fini par arriver à Mars). Or, celle-ci fut suffisamment forte pour résister et en même temps suffisamment poreuse pour que les particules solaires s'immiscent et interagissent avec elle.
À l'heure où nous recherchons d'autres terres en orbiteorbite autour d'étoiles plus ou moins aussi chaudes et brillantes que notre Soleil, ces travaux sont très utiles pour débusquer des mondes habitables, voire habités ou en devenir...
