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1. Le mercredi 14 mai 2008 à 17:48, par Ivan

Je voudrais prendre ici la défense de l’approche optimiste :

L’approche pessimiste a fait remarquer qu’il faut un grand nombre de conditions pour qu’une planète soit habitable, elle en a déduit qu’il était peu probable que ces conditions puissent se réaliser ailleurs dans d’autres systèmes planétaires.

En vérité cet argument n’est valable que si ces conditions sont, d’une part contingentes (non universels) et d’autre part totalement indépendantes les unes des autres. Or il est possible de trouver des arguments qui tendent à montrer l’université et la forte interdépendance de ces conditions.

Prenons quelques unes de ces conditions :

1) une étoile stable et de longue durée de vie
2) une planète tellurique entre 0.5 et 10 masse terrestre
3) une orbite circulaire et stable
4) être situé sur la zone habitable
5) avoir de l’eau en abondance
6) avoir un champ magnétique
7) avoir une tectonique des plaques
8) avoir une lune


Depuis la découverte des exoplanètes on sait que les planètes sont des sous produits naturel de la formation des étoiles. On soupçonne par ailleurs que la présence de grains de poussière dans les nuages moléculaires facilite la formation d’étoiles naine (de masse inférieur ou égale à la masse du soleil), des étoiles stable sur plus de dix milliards d’années. La quantité de poussière typique des nuages moléculaires est par ailleurs suffisante pour former au final des planètes de l’ordre d’une masse terrestre. On peut donc lier les conditions 1 et 2.

La loi de conservation du moment cinétique fait que lors de la formation d’une étoile un disque d’accrétion se forme, ce disque abouti à la création de planètes dont l’orbite circulaire est favorisé par la présence de planètessimaux, l’excentricité peut apparaître en fin de formation du système si celui-ci devient chaotique, notamment à cause de la migration d’une ou plusieurs planètes géantes, mais on ne sait pas encore très bien combien de systèmes sont concernés (10% ?). Les planètes telluriques se formes à l’intérieur de la ligne des glaces, la zone habitable recouvre donc une bonne partie de la zone de formation des planètes telluriques. Il est par ailleurs probable que la formation des grosses planètes telluriques soit compromise sur les bord intérieur et extérieur de cette zone de formation des planètes telluriques (peu de matériaux disponibles proche de l’étoile et perturbation des géante vers l’extérieur), si bien que la zone de formation des planètes telluriques massives pourrait très bien ce confondre avec la zone habitable. On peut remarquer que dans notre système solaire les deux planètes les plus proche de la zone habitable (la Terre et Venus) sont également les seules à avoir une masse suffisante pour être potentiellement habitable, cela renforce l’idée d’un lien entre la masse d’une planète tellurique et la position de son orbite (avec un maximum autours de la zone habitable ?). Il existe donc des liens entre les conditions 2, 3 et 4.

L’eau n’est pas un problème, c’est un élément omniprésent dans l’univers, cette molécule (H2O) est formée par les deux éléments atomiques les plus abondants de l’univers (en dehors de l’Hélium). Les planètes telluriques ont toutefois besoin d’être alimentés en eau depuis l’extérieur, mais pour cela il y a les comètes dont les orbites fortement excentriques permettent l’acheminement rapidement de grande quantité d’eau vers la zone intérieur du système.

Pour maintenir un océan d’eau liquide il faut une pression atmosphérique ce qui demande une atmosphère dense et une gravité importante. Pour protéger cette atmosphère des particules solaires abrasives il faut un champ magnétique, et pour avoir un champ magnétique il faut de la chaleur interne (et un peu de rotation), or une planète qui a une gravité importante est une planète qui est massive, et plus une planète est massive plus elle conserve longtemps sa chaleur interne et sa rotation…

Pour que cet océan d’eau liquide ce maintienne il faut également que la température de surface reste à peu près constante, pour cela il faut recourir au cycle du carbone et du carbonate, qui à besoin d’un océan (sa tombe bien) et d’une tectonique des plaques. Or pour qu’il y ait une tectonique des plaques il faut encore de la chaleur interne mais aussi (en tout cas de nombreux indices semble l’indiquer) un …Océan. On voit donc ici à quel point tout ce tiens, ce qui rend interdépendant les conditions 2, 5, 6 et 7.


En ce qui concerne la lune, il faut savoir que l’instabilité de l’obliquité de la terre n’est valable que dans la configuration spécifique de notre système, il suffit par exemple que la terre tourne un peu plus vite ou un peu moins vite pour qu’on puisse se passer de lune. D’autres théories plus spéculatives montrent par ailleurs que l’obliquité pourrait s’auto réguler en fonction de la formation de glace (si l’axe de la terre s’incline trop, la formation de glace dans les zone les plus froide inciterait l’axe de rotation à se redresser…).

Pour ce qui est des planètes habitables autours des étoiles de faible masse, et dont les effets de marées font qu’elles montrent toujours une même face à leur étoile, des simulations climatiques ont montrées que les courants atmosphériques tendent à uniformiser la température sur toute la surface ce qui devrait éviter des phénomènes catastrophiques comme la perte de l’atmosphère. De plus, ces planètes, à cause de l’effet de marée, n’ont plus vraiment besoins d’une lune pour stabiliser leur obliquité.


On voit donc qu’il y a de nombreux liens et connections entre les différentes conditions nécessaires à l’apparition de la vie, on constate même des mécanismes de type "d’une pierre deux coups" qui sont tout à fait remarquable. Ceci renforce à mon avis l’approche optimiste.


Mais il y a un point crucial qui n’a pas été abordé : le rôle capital que joue la vie elle-même pour rendre une planète véritablement hospitalière. La vie interviens de manière décisive dans la composition de l’atmosphère et dans la régulation de la température (cycle du carbone, formation de nuages…), on la soupçonne même impliquée (cela reste spéculatif) dans des phénomènes que l’on considère purement géologique comme la création des continents voir même la tectonique des plaques !

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