Petite digression du sujet de l'astrochimie pour explorer l'astrobiologie, un domaine tout aussi fascinant ! 👽
Avez vous déjà vu les films E.T., Men in Black, ou bien Rencontres du troisième type ? Si ce n’est pas le cas, fermez cette page et foncez les voir ! Parce qu’en plus d’être cultes, ces films sont directement reliés au thème de ce mois : l’astrobiologie !
Qu’est ce que l’astrobiologie ?
De la même façon que pour la conception d’une voiture, nous avons besoin d’un peu de mécanique, de marketing, de design, d’électronique, et de nombreux autres domaines, l’astrobiologie (aussi appelée exobiologie) est une discipline scientifique interdisciplinaire, qui allie l'astronomie, l’astrophysique, la biologie, la chimie et la géologie. Mais contrairement à la ingénierie automobile, l’astrobiologie ne produit rien. Non. Elle explore l’Univers à la recherche d’autres formes de vie ! Si c’est pas la classe, ça ?
Son objectif est de comprendre les conditions nécessaires à l’émergence et à la persistance de la vie, non seulement sur Terre, mais aussi ailleurs dans l’univers. Pour cela, il faut comprendre ce qu’est la vie (ce qui n’est déjà pas chose évidente) ? Ensuite, dans quelle mesure peut-elle se développer (afin de réduire le champ de recherche… On parle quand même de l’UNIVERS) ? Et puis, il faut étudier les lieux possibles, produire des calculs, des modèles, … Parce qu’on ne peut pas aller sur telle ou telle planète nous-même pour y jeter un coup d’oeil !
Les chercheurs en astrobiologie se concentrent donc sur trois grands axes de recherche :
1) L'étude des origines de la vie : Un grand axe concerne la compréhension des conditions qui ont permis l’apparition de la vie sur Terre. Les chercheurs tentent de reproduire les conditions primitives de la Terre pour tester les théories sur l’apparition de la vie, en étudiant des phénomènes comme la formation des premières molécules organiques complexes et l’émergence de la biochimie.
La question de définir ce qu’est la vie à proprement parler fait aussi débat : on ne sait pas définir précisément ce qui est vivant et ce qui ne l’est pas. Constat surprenant me direz vous.
Car s’il est simple de démontrer par A+B que votre animal de compagnie est bien un être-vivant, on se rend vite compte que cela l’est moins pour d’autres êtres, qui pourtant vivent avec nous, même dans nous, chaque jour : les virus. Ce sujet est à suivre dans les prochaines années !
2) La recherche de la vie extraterrestre : L’un des principaux enjeux de l’astrobiologie est la détection de la vie ailleurs dans l’univers. Des missions vers des planètes et des lunes comme Mars, Europe (une lune de Jupiter), ou Encelade (une lune de Saturne), visent à repérer des traces de vie, actuelles ou passées, dans des environnements extraterrestres.
3) La recherche de la vie dans des environnements extrêmes : L’étude des organismes extrêmophiles, capables de vivre dans des conditions extrêmes sur Terre (par exemple dans les sources chaudes, les fonds marins ou les déserts les plus arides), permet aux astrobiologistes de mieux comprendre comment la vie pourrait exister dans des environnements très différents de ceux que nous connaissons, comme sur Mars ou sur les lunes glacées du système solaire. Cela nous permettrait d’envisager de nouveaux modèles d’organismes, d’étendre nos recherches, et peut-être de mieux comprendre comment la vie serait apparue sur Terre il y a 4 milliard d’années…
Les enjeux de l'astrobiologie sont multiples et d’une grande portée. La découverte de la vie extraterrestre bouleverserait notre compréhension de la place de l’humanité dans l’univers. Elle pourrait aussi répondre à des questions profondes sur la rareté ou l’universalité de la vie, remettant en question nos croyances philosophiques, religieuses et existentielles. D'un point de vue scientifique, la recherche astrobiologique soulève des questions fondamentales sur ce qui constitue une « forme de vie » et sur les conditions minimales nécessaires pour qu’une planète puisse abriter une biosphère.
Enfin, l’astrobiologie est un domaine hautement technologique. La détection de biomarqueurs dans des atmosphères exoplanétaires, la recherche de traces fossiles sur Mars ou la construction de robots capables de simuler des conditions extraterrestres nécessitent des innovations techniques permanentes et des avancées en matière d’analyses chimiques et physiques.
Les femmes dans tout ça ?
Dr Sara Seager
Cette astrobiologiste canadienne est une figure de proue dans le domaine de l'astrobiologie. Professeur au Massachusetts Institute of Technology (MIT), elle est surtout connue pour ses recherches sur la détection de la vie extraterrestre à travers l'étude des exoplanètes et de leurs atmosphères. Elle est l’une des pionnières de la recherche sur les signatures biologiques potentielles sur d’autres mondes.
L’un des travaux les plus importants de Seager a été de développer des méthodes pour analyser les atmosphères d’exoplanètes à la recherche de signes de vie. En 2013, elle a proposé un modèle de détection de biosignatures dans les atmosphères des exoplanètes, telles que des traces de méthane, d'oxygène ou de dioxyde de carbone, des molécules qui sont, sur Terre, associés à des processus biologiques. Cette recherche est cruciale pour les missions d’observation actuelles et futures, comme le télescope spatial James Webb (JWST), qui aura la capacité d’analyser les atmosphères de planètes éloignées et d'y rechercher des signes de vie.
Seager a également conçu des instruments et des projets pour permettre l'observation directe des exoplanètes, comme le télescope Starshade. Ce projet vise à réduire l'éblouissement des étoiles pour observer plus facilement les planètes qui gravitent autour. Cette technologie permettra, à terme, de déterminer si des exoplanètes possèdent des atmosphères habitables et si elles pourraient abriter de la vie.
Enfin, l'une des contributions les plus marquantes de Seager a été sa recherche sur la biosignature de l'oxygène. En étudiant les conditions atmosphériques et chimiques qui pourraient permettre à une planète d'avoir de l'oxygène, elle a établi des critères rigoureux pour identifier des exoplanètes qui seraient susceptibles de soutenir la vie, même si cette vie n’était pas immédiatement évidente.
Dr Nathalie Cabrol
Nathalie Cabrol, astrobiologiste et géobiologiste d'origine française, est une figure incontournable dans le domaine de la recherche de la vie dans des environnements extrêmes. Professeure au SETI Institute, Cabrol est particulièrement connue pour ses travaux sur les analogues martiens sur Terre, des environnements où la vie pourrait potentiellement exister sur d'autres planètes, comme Mars.
L'une des principales contributions de Cabrol a été sa recherche dans des zones extrêmes de la Terre, comme le désert d'Atacama au Chili, l'un des endroits les plus arides du monde. Dans ces environnements, les conditions de température, d'humidité et de radiation sont proches de celles qui existent sur Mars.
En étudiant ces milieux, Cabrol a pu démontrer que des formes de vie peuvent survivre, voire prospérer, dans des conditions extrêmement hostiles. Ces recherches ont permis de comprendre comment la vie pourrait survivre sur Mars, notamment dans des cavités souterraines ou dans les pôles, là où l’eau liquide pourrait exister sous forme de glace ou de brume.
Cabrol a aussi dirigé plusieurs missions d’exploration sur des lacs sous-glaciaires en Antarctique, des environnements analogues aux réservoirs d'eau souterraine que l'on pourrait découvrir sur Mars. Ses recherches ont été déterminantes pour comprendre comment la vie pourrait s’y être développée dans des conditions très froides et isolées. Elle a participé à la mise en place de protocoles pour rechercher des biomarqueurs et des traces de vie dans des environnements glaciaires et souterrains, techniques qu'elle a utilisées dans les missions martiennes.
Un autre aspect clé de ses travaux est la collaboration avec des équipes multidisciplinaires, alliant géologues, biologistes et ingénieurs, pour concevoir des instruments et des méthodologies d’exploration des planètes rocheuses, en particulier Mars. Cabrol a contribué à la planification de missions pour étudier la géologie de Mars et ses potentielles capacités à soutenir la vie, notamment en analysant la formation des minéraux et des sols qui pourraient avoir un lien avec des processus biologiques passés ou présents.
Aujourd’hui, le travail de Nathalie Cabrol continue de jouer un rôle crucial dans la recherche astrobiologique. Il permet notamment de mieux comprendre les conditions nécessaires à l’émergence de la vie et la manière dont nous pouvons détecter ces signatures dans l'univers.
Écrit par Inès et édité par Mazzarine
Sources
Seager, S. et al. (2013). A search for life on exoplanets. Science, 340(6133), 577-584. https://doi.org/10.1126/science.1236213
Seager, S. (2013). Exoplanet Atmospheres: Theoretical Concepts and Observational Challenges. University of Arizona Press.
Cabrol, N. A., et al. (2007). Life in Extreme Environments: Insights for the Search for Life on Mars. Astrobiology, 7(4), 617-634. https://doi.org/10.1089/ast.2007.0214
Cabrol, N. A., & Grin, E. (2010). Lakes as Mars analogs. Earth and Planetary Science Letters, 294(3-4), 276-285. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2009.05.013
NASA Astrobiology Institute. (2022). Research and Findings. https://astrobiology.nasa.gov
https://exobiologie.fr/lexobiologie-2/naissance-dune-discipline-lexobiologie/
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