Alors que les astronomes tentent de déterminer quelles planètes ils trouvent habitables, il y a un éventail de choses à considérer. À quel point sont-ils proches de leur star parent? De quoi sont composées leurs ambiances? Et une fois ces réponses trouvées, voici une autre question à se poser: combien de minéraux se trouvent à la surface de la planète?
Dans un discours prononcé aujourd'hui, la Carnegie Institution de Washington, Robert Hazen, a présenté ses conclusions montrant que les deux tiers des minéraux sur Terre auraient pu provenir de la vie elle-même. Le concept n'est pas nouveau - lui et son équipe l'ont publié pour la première fois en 2008 - mais ses découvertes sont venues avant la pléthore d'exoplanètes découvertes par le télescope spatial Kepler.
Au fur et à mesure que plus d'informations seront acquises sur ces mondes lointains, il sera intéressant de voir s'il est possible d'appliquer ses découvertes - si nous pouvions détecter les minéraux de loin en premier lieu.
"Nous vivons sur une planète d'une beauté remarquable, et lorsque vous la regardez de la proximité de notre lune, vous voyez ce qui est évidemment une planète très dynamique", a déclaré Hazen aux délégués lors de "Habitable Worlds Across Time and Space", un symposium de printemps. du Space Telescope Science Institute qui est diffusé sur le Web cette semaine (du 28 avril au 1er mai).
Son point était que les planètes ne commencent pas nécessairement de cette façon, mais il a dit dans son discours qu'il inviterait des commentaires et des questions sur son travail pour des processus alternatifs. Son équipe pense que les minéraux et la vie ont co-évolué: la vie est devenue plus complexe et le nombre de minéraux a augmenté avec le temps.
Le premier minéral dans le cosmos était probablement des diamants, qui se sont formés dans des supernovas. Ces explosions d'étoiles sont le lieu de création des éléments les plus lourds de notre cosmos, rendant l'univers plus riche que sa soupe initiale d'hydrogène et d'hélium.
Il y a en fait 10 éléments qui ont joué un rôle clé dans la formation de la Terre, a déclaré Hazen, ainsi que celui d'autres planètes de notre système solaire (ce qui signifie également que cela s'appliquerait vraisemblablement aux exoplanètes). Il s'agit du carbone, de l'azote, de l'oxygène, du magnésium, du silicium, du carbone, du titane, du fer et de l'azote, qui ont formé une douzaine de minéraux au début de la Terre.
Voici le truc, cependant. Aujourd'hui, plus de 4 900 minéraux sur Terre sont formés de 72 éléments essentiels. Un vrai changement.
Le groupe Hazen propose 10 étapes d'évolution:
- Minéraux chondrite primaires (il y a 4,56 milliards d'années) - ce qui était autour comme la nébuleuse solaire qui a formé notre système solaire refroidi. 60 espèces minérales en ce moment.
- Les planétésimaux - ou protoplanètes - ont été modifiés par les impacts (4,56 BYA à 4,55 BYA). C'est là que les feldspaths, les micas, les argiles et le quartz sont nés. 250 espèces minérales.
- Formation de la planète (4,55 BYA à 3,5 BYA). Sur une planète «sèche» comme Mercure, l'évolution s'est arrêtée à environ 300 espèces minérales, tandis que des planètes «plus humides» comme Mars auraient vu environ 420 espèces minérales comprenant des hydroxydes et des argiles produits à partir de processus tels que le volcanisme et les glaces.
- Formation de granit (plus de 3,5 BYA). 1 000 espèces minérales dont le béryl et la tantalite.
- Tectonique des plaques (plus de 3 BYA). 1 500 espèces minérales. Augmentations produites par des changements tels que de nouveaux types de volcanisme et des changements métamorphiques à haute pression à l'intérieur de la Terre.
Ces étapes ci-dessus sont à peu près aussi loin que vous le feriez sur une planète sans vie, a déclaré Hazen. Quant aux étapes restantes sur Terre, les voici:
- Biosphère anoxique (4 à 2,5 BYA), là encore avec environ 1 500 espèces minérales présentes dans l'atmosphère primitive. Il y a eu la montée des chimiolithoautotrophes, ou vie qui obtient de l'énergie à partir de composés inorganiques oxydants.
- Oxydation paléoprotérozoïque (2,5 à 1,5 BYA) - une énorme augmentation des espèces minérales à 4 500 alors que l'oxygène devient un acteur dominant dans l'atmosphère. "Nous essayons de comprendre si cela est vraiment vrai pour toutes les autres planètes, ou s'il existe des voies alternatives", a déclaré Hazen.
Et les trois dernières étapes jusqu'à nos jours ont été l'émergence de grands océans, une ère glaciaire mondiale, puis (au cours des 540 derniers millions d'années environ) la biominéralisation ou le processus d'organismes vivants produisant des minéraux. Cette dernière étape comprenait le développement des racines des arbres, ce qui a conduit à des espèces telles que les champignons, les microbes et les vers.
Il convient de noter ici que l'oxygène n'indique pas nécessairement qu'il existe une vie complexe. Son collègue David Catling de l'Université de Washington a cependant noté que l'oxygène s'est élevé dans l'atmosphère il y a environ 2,4 milliards d'années, coïncidant avec l'émergence d'une vie complexe.
Les animaux tels que nous les comprenons auraient pu être «impossibles pour la majeure partie de l'histoire de la Terre parce qu'ils ne pouvaient pas respirer», a-t-il noté. Mais une étude plus approfondie sera nécessaire sur ce point. Après tout, nous n'avons trouvé la vie que sur une seule planète: la Terre.
La conférence STSCI se poursuit jusqu'au 1er mai; vous pouvez voir l'agenda ici.
