La vie serait plus facile à découvrir sur des exoplanètes avec des dinosaures

Cela fera bientôt 30 ans que les pionniers de la découverte des exoplanètes autour des étoiles sur la séquence principale, les Suisses Michel Mayor et Didier Queloz, ont fait la découverte qui leur a valu le Nobel de physique 2019. Les progrès ont été spectaculaires car, en ce mois de novembre 2023, plus de 5 530 exoplanètes sont connues de l'humanité et comptabilisées par le célèbre site de l'Encyclopédie des planètes extrasolaires fondé en 1995 par l'astronome Jean Schneider de l'observatoire de Paris.

La quête du Graal de l'exobiologie par la noosphère du géochimiste Vladimir Vernadsky et du géologuegéologue et paléontologuepaléontologue Pierre Teilhard de Chardin, l'esprit collectif en quelque sorte de l'Humanité, est de plus en plus maintenant celle d'une exoplanète de type terrestre avec, non seulement de l'eau liquideliquide à sa surface, mais aussi des biosignatures crédibles dans son atmosphèreatmosphère.

Cela reste très problématique car si l'on s'est bien doté d'un outil nouveau et performant pour faire l'analyse des atmosphères des planètes potentiellement habitables dans la proche banlieue du Système solaireSystème solaire dans la Voie lactéeVoie lactée, à savoir le télescope spatial James-Webbtélescope spatial James-Webb, non seulement la notion d'habitabilité ne va pas de soi mais c'est encore bien plus le cas avec la notion de biosignatures.

Une méthode scientifique pendant le Phanérozoïque ?

L'astrophysicienastrophysicien Franck Selsis, membre du CNRS et du Laboratoire d'astrophysiqueastrophysique de Bordeaux (LAB), a plusieurs fois expliqué aux lecteurs de Futura à quel point il fallait être prudent avec l'habitabilité et le concept de biosignatures au point qu'il nous faudra sans doute quelques décennies avant d'être raisonnablement confiants dans la découverte d'une exoterreexoterre avec des biosignatures convaincantes. Le chercheur a expliqué dans plusieurs vidéos à quel point il fallait mettre en place et suivre une méthode scientifique rigoureuse et éviter de nous tromper nous-mêmes en tombant dans certains biais, à commencer par vouloir à tout prix avoir une preuve de l'existence d'une vie extraterrestre, en particulier technologiquement avancée.

On en a eu plusieurs exemples récemment avec les thèses défendues par Avi Loeb en ce qui concerne des objets d’origine interstellaire comme ‘Oumuamua.

Il faut donc prendre avec un certain recul un article provenant de chercheurs de l'Université de Cornell aux USA (une université bien connue notamment parce qu'elle a été fréquentée par Carl Sagan, Hubert Reeves et Richard FeynmanRichard Feynman) et qui a été publié dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters.

La thèse avancée se base sur une modélisationmodélisation du taux d'oxygèneoxygène et son évolution dans l'atmosphère terrestre au cours de l'éon que les géologues ont appelé le PhanérozoïquePhanérozoïque et qui couvre les 541 derniers millions d'années. Pour mémoire, rappelons qu'un éon est défini comme le premier niveau de subdivision géochronologique de l'histoire de la Terre, laquelle est divisée en quatre éons (chaque éon est divisé en ère, elle-même subdivisée), dans l'ordre l'HadéenHadéen (de −4,6 à −4 milliards d'années), l'ArchéenArchéen (de −4 à −2,5 milliards d'années), le ProtérozoïqueProtérozoïque (de −2,5 à −0,541 milliards d'années) et donc finalement, le Phanérozoïque.

Pour mémoire aussi, rappelons que, pour les géologues de la fin du XIX^e siècle, le Phanérozoïque -- du grec ancien φανερός, phaneros « visible, détectable » et ζῷον zôon « être vivant, animal » -- désigne la période pour laquelle les traces de vie semblaient commencer à apparaître sous forme de fossilesfossiles de forme de vie complexe et avec des parties dures comme des coquilles, donc au début du CambrienCambrien. On a découvert par la suite des traces fossiles avant, au cours du PrécambrienPrécambrien.

La modélisation réalisée par les astronomes de Cornell révèle que les télescopes pourraient détecter plus facilement une exoplanète avec des niveaux d'oxygène atmosphérique plus élevés que la Terre moderne, comme c'était le cas à l'époque des dinosaures. Au cours du Phanérozoïque, la teneur en oxygène atmosphérique variait de de 10 à 35 % avant de se stabiliser au niveau actuel de 21 %. Son pic estimé à environ 30 %, il y a environ 300 millions d'années, aurait rendu possible l'émergence de créatures grandes et complexes comme les dinosaures. Pendant la majeure partie des 400 millions d’années écoulées, la teneur en oxygène se situait dans la « fenêtre de feu » du charbon de bois, de 16 à 35 % : moins, les incendies ne pouvaient plus s’allumer et plus ils ne pouvaient plus s'éteindre. © Rebecca Payne, Institut Carl Sagan

Des biosignatures plus claires pendant le Jurassique et le Crétacé ?

Les chercheurs de Cornell pensent sans doute que des biosignatures plus convaincantes que d'autres proposées existaient dans le cas de la Terre au cours des périodes géologiques du JurassiqueJurassique et du CrétacéCrétacé. L'atmosphère de la Terre était alors particulièrement riche en oxygène alors que les dinosauresdinosaures proliféraient.

Ces exobiologistes pensent peut-être aussi qu'il était alors plus difficile d'expliquer par une origine abiotiqueabiotique les taux de gazgaz formant des paires de biosignature clés, l'oxygène et le méthane d'une part, et l'ozoneozone et le méthane d'autre part. Ce qui est sûr, c'est qu'ils pensent que l'oxygène étant plus abondant, la trace de cette moléculemolécule était plus facile à détecter pour une intelligence E.T en recherche elle aussi de la Vie. C'est en fait ce que montrent leurs calculs concernant le spectrespectre de l'atmosphère de la Terre à ce moment.

 « L'empreinte lumineuse de la Terre moderne a été notre modèle pour identifier les planètes potentiellement habitables, mais il fut un temps où cette empreinte était encore plus prononcée -- meilleure pour montrer des signes de vie. Cela nous donne l'espoir qu'il pourrait être un peu plus facile de trouver des signes de vie -- même de vie vaste et complexe -- ailleurs dans le cosmoscosmos »,  explique ainsi dans un communiqué de Cornell Lisa Kaltenegger, directrice de l'Institut Carl SaganCarl Sagan (CSI) et coautrice avec Rebecca Payne, associée de recherche au CSI et au Département d'astronomie (A&S) de Cornell, de l'article publié dans MNRAS.

Bien sûr, rien ne prouve que l'état de l'atmosphère de la Terre, qui est en relation avec sa biosphèrebiosphère, et aussi la géologiegéologie et la géochimie de la tectonique des plaquestectonique des plaques, en particulier à l'époque des dinosaures, se retrouve aussi dans le cas de certaines exoplanètes.

À strictement parler, comme l'explique le communiqué de l'Université de Cornell, les deux chercheuses n'ont fait qu'utiliser les estimations de deux modèles climatiquesmodèles climatiques établis (appelés Geocarb et Copse) qui permettent de simuler la composition atmosphérique de la Terre et les spectres de transmission qui en résultent sur cinq incrémentsincréments de 100 millions d'années pendant le Phanérozoïque. Chacun présente des changements importants à mesure qu'une biosphère complexe se diversifie, que les forêts prolifèrent et que les biosphères terrestres prospèrent, influençant le mélange d'oxygène et d'autres gaz dans l'atmosphère.

« Le Phanérozoïque ne représente que les 12 % les plus récents de l'histoire de la Terre, mais il englobe presque toute la période pendant laquelle la vie était plus complexe que les microbesmicrobes et les éponges. Ces empreintes lumineuses sont ce que vous chercheriez ailleurs, si vous recherchiez quelque chose de plus avancé qu'un organisme unicellulaire », ajoute Payne, exobiologiste mais aussi géologue.

« J'espère que nous trouverons finalement des planètes qui contiennent plus d'oxygène que la Terre, car cela facilitera un peu la recherche de la vie. Et qui sait, peut-être y a-t-il d'autres dinosaures qui attendent d'être découverts », déclare quant à elle Kaltenegger. Mais il se pourrait bien aussi que ce soit Jean-Pierre Bibring qui soit dans le vrai.