Crédit d'image: NASA
Les choses semblent commencer simples puis devenir plus complexes. La vie est comme ça. Et cette notion n'est peut-être nulle part plus vraie que lorsque nous étudions les origines de la vie. Les premières formes de vie unicellulaires ont-elles fusionné à partir de molécules organiques ici sur Terre? Ou est-il possible que - comme des pissenlits flottant des spores au-dessus de l'herbe de printemps - des vents cosmiques transportent des êtres vivants d'un monde à l'autre plus tard pour prendre racine et s'épanouir? Et si tel est le cas, comment précisément une telle «dia-spora» se produit-elle?
450 ans avant l'ère commune, le philosophe grec Anaxagoras d'Ionie a proposé que tous les êtres vivants proviennent de certaines «graines de vie» omniprésentes. La notion d'aujourd'hui de ces «graines» est beaucoup plus sophistiquée que tout ce qu'Anaxagoras pourrait imaginer - limité comme il l'était à de simples observations de choses vivantes telles que des plantes en herbe et des arbres en fleurs, des insectes rampants et bourdonnants, des animaux en ébullition ou des humains qui marchent; ne mentionne pas trop les phénomènes naturels comme le son, le vent, les arcs-en-ciel, les tremblements de terre, les éclipses, le soleil et la lune. Étonnamment moderne dans sa pensée, Anaxagoras ne pouvait que deviner les détails…
Quelque 2300 centaines d'années plus tard - dans les années 1830 - le chimiste suédois J? Ns Jackob Berzelius a confirmé que des composés de carbone ont été trouvés dans certaines météorites «tombées du ciel». Berzelius lui-même a cependant soutenu que ces carbonates étaient des contaminants provenant de la Terre elle-même - mais sa découverte a contribué aux théories avancées par des penseurs ultérieurs, y compris le médecin H.E. Richter et physicien Lord Kelvin.
La panspermie a reçu son premier véritable traitement par Hermann von Helmholtz en 1879, mais c'est un autre chimiste suédois - le prix Nobel de 1903, Svante Arrhenius - qui a popularisé le concept de vie provenant de l'espace en 1908. Peut-être surprenant, cette théorie était basée sur l'idée que la pression de radiation du Soleil - et d'autres étoiles - a "soufflé" des microbes comme de minuscules voiles solaires - et non pas à la suite de la découverte de composés de carbone dans une météorite pierreuse.
La théorie selon laquelle des formes de vie simples voyagent dans des éjectas d'autres mondes? incrustée dans la roche dynamitée des surfaces planétaires par l'impact de gros objets - est la base de la «lithopanspermie». Cette hypothèse présente de nombreux avantages - des formes de vie simples et robustes se trouvent souvent dans les gîtes minéraux de la Terre dans des lieux interdits. Des mondes - comme le nôtre ou Mars - sont parfois détruits par des astéroïdes et des comètes suffisamment grands pour lancer des roches à des vitesses dépassant les vitesses d'échappement. Les minéraux contenus dans les roches peuvent protéger les microbes des chocs et des radiations (associés aux cratères d'impact) ainsi que des radiations dures du Soleil lorsque les météores caillouteux se déplacent dans l'espace. Les formes de vie les plus robustes ont également la capacité de survivre dans un vide froid en passant en stase - réduisant les interactions chimiques à zéro tout en maintenant suffisamment la structure biologique pour décongeler plus tard et se multiplier dans des environnements plus salubres.
En fait, plusieurs exemples de ces éjectas sont maintenant disponibles sur terre pour une analyse scientifique. Les météores caillouteux peuvent inclure certaines formes très sophistiquées de matières organiques (on a trouvé des chondrites carbonées qui incluent des acides aminés et carboxyliques). Les restes fossilisés de Mars en particulier - bien que soumis à diverses interprétations non organiques - sont en possession d'institutions telles que la NASA. La théorie et la pratique de la «lithopanspermie» semblent très prometteuses - bien qu'une telle théorie ne puisse expliquer que d'où viennent les formes de vie les plus simples - et non pas comment elle a commencé à l'origine.
Dans un article intitulé «Lithopanspermia in Star Forming Clusters» publié le 29 avril 2005, les cosmologistes Fred C. Adams du Center for Theoretical Physics de l'Université du Michigan et David Spergel du Département des sciences astrophysiques de l'Université de Princeton discutent de la probabilité de distribution de chondrite carbonée de la vie microbienne dans les amas d'étoiles précoces. Selon le duo, «les chances de propagation de matériel biologique d'un système à un autre sont considérablement améliorées… en raison de la proximité des systèmes et des faibles vitesses relatives».
Selon les auteurs, des études antérieures ont examiné la probabilité que des roches porteuses de vie (dépassant généralement 10 kg de poids) jouent un rôle dans la propagation de la vie au sein de systèmes planétaires isolés et ont constaté que «les chances de transfert à la fois météroïde et biologique sont excessivement faible." Cependant, «les chances de transfert augmentent dans des environnements plus surpeuplés» et «Étant donné que l'échelle de temps pour la formation des planètes et le temps que les jeunes étoiles devraient vivre dans des amas de naissances sont à peu près comparables, environ 10 à 30 millions d'années, les débris de la formation des planètes ont une de bonnes chances d'être transféré d'un système solaire à un autre. »
En fin de compte, Fred et David concluent que «les jeunes amas d'étoiles fournissent un moyen efficace de transférer des matériaux rocheux du système solaire au système solaire. Si n'importe quel système de l'agrégat de naissance soutient la vie, alors de nombreux autres systèmes du groupe peuvent capturer des roches porteuses de vie. »
Pour arriver à cette conclusion, le duo a effectué «une série de calculs numériques pour estimer la distribution des vitesses d'éjection des roches» en fonction de la taille et de la masse. Ils ont également examiné la dynamique des premiers groupes et amas de formation d'étoiles. Cela était essentiel pour aider à déterminer les taux de recapture des roches par les planètes dans les systèmes voisins. Enfin, ils ont dû faire certaines hypothèses sur la fréquence des matériaux encapsulés dans la vie et la capacité de survie des formes de vie en leur sein. Tout cela a conduit à un sentiment «du nombre attendu d'événements de lithopanspermie réussis par cluster».
Sur la base des méthodes utilisées pour arriver à cette conclusion et en ne pensant qu'en termes de distances actuelles entre les systèmes solaires, le duo a estimé la probabilité que la Terre ait exporté la vie vers d'autres systèmes. Au cours de l'âge de la vie sur Terre (environ 4,0 ans), Fred et David estiment que la Terre a éjecté quelque 40 milliards de pierres porteuses de vie. Sur les 10 bio-pierres estimées par an, près de 1 (0,9) atterrira sur une planète propice à la croissance et à la prolifération.
La plupart des cosmologistes ont tendance à aborder les «questions de science dure» de l'origine de l'Univers dans son ensemble. Fred dit que «l'exobiologie est intrinsèquement intéressante» pour lui et que lui et «David étaient des étudiants d'été ensemble à New York en 1981» où ils ont travaillé sur «des questions liées aux atmosphères planétaires et au climat, des questions qui sont proches des questions d'exobiologie». Fred dit également qu'il "passe une bonne partie de son temps de recherche sur les problèmes liés à la formation des étoiles et des planètes". Fred reconnaît le rôle spécial de David dans la réflexion sur «l’idée de regarder la panspermie en grappes; quand nous en avons parlé, il est devenu clair que nous avions toutes les pièces du puzzle. Nous devions simplement les assembler. »
Cette approche interdisciplinaire de la cosmologie et de l'exobiologie a également conduit Fred et David à se pencher sur la question de la lithopanspermie entre les clusters eux-mêmes. En utilisant à nouveau des méthodes développées pour explorer la prolifération de la vie au sein des grappes, et appliquées plus tard à l'exportation de la vie de la Terre elle-même vers d'autres planètes du système non solaire, Fred et David ont pu conclure qu '«un jeune cluster est plus susceptible de capturer la vie de l'extérieur que de donner naissance spontanément à la vie. » Et «Une fois ensemencé, le cluster fournit un mécanisme d'amplification efficace pour infecter d'autres membres» au sein de ce cluster lui-même.
En fin de compte, cependant, Fred et David ne peuvent pas répondre à la question de savoir où et dans quelles conditions les premières graines de la vie ont pris forme. En fait, ils sont prêts à admettre que «si l'origine spontanée de la vie était suffisamment courante, il n'y aurait pas besoin de mécanisme de panspermie pour expliquer la présence de la vie».
Mais selon Fred et David, une fois que la vie prend pied quelque part, elle parvient à se déplacer assez facilement.
Écrit par Jeff Barbour
