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7 août 2014 4 07 /08 /août /2014 14:12

  Suite à une conférence entendue au Lazaret le 25 juillet. Conférence de Jean-Pierre Bibring astrophysicien à l'institut d'Astrophysique Spatiale d'Orsay.

 

Notre bonne vieille Terre abrite la vie, serait-elle la seule ?

  Le premier réflexe est de se dire que la vie existe aussi ailleurs, il y a tellement d'étoiles avec tellement de planètes qui tournent autour, ça serait bien étonnant que nous soyons sur la seule planète habitée.

  C'est une question de statistiques: la probabilité semble forte que la vie existe ailleurs.

  Alors regardons-les ces autres planètes. Pour le moment on a observé plus de mille exoplanètes. Pas une seule comme la Terre avec une Lune et un axe fixe.

 

  Les exoplanètes observées sont proches de leur étoile, plus proches que ne l'est Mercure. Ce sont des planètes "gazeuses" très proches de leur soleil. Elles ont une très grande masse et elles ont accrété beaucoup de gaz.

  ...... ? Moi qui pensais que c'était partout comme chez nous: une étoile, des planètes rocheuses autour (Mercure, Vénus, Terre, Mars) et des planètes gazeuses plus loin (Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune) .....

  Et bien pas du tout. C'est même pour le moment l'exception.

Notre système solaire est une exception

  En fait, la norme c'est une étoile avec tout près, 10 fois plus proche que n'est Mercure, une énorme planète gazeuse.

  Avec cette nouvelle norme, ça ne va pas être facile de trouver un système stellaire avec une planète rocheuse qui soit à une distance convenable de son soleil. La probabilité statistique s'éloigne.

  Pour le moment Kepler en a détecté 5 : Kepler 186fGliese 667Cc, les deux super-Terre de Kepler 62, et la grosse planète Kepler 22b.

  Mais en cliquant sur les liens ont s'aperçoit que le vie, l'eau même, n'y est pas forcément.

  C'est impressionnant comme l'exploration spatiale, qui nous permet d'étudier, d'aller voir, d'observer, nous fait constater qu'il existe une extraordinaire diversité des corps célestes.

  Personne n'imaginait à quel point pouvait être la diversité des états planétaires tels qu'on les voit actuellement. C'est comme si les possibilités étaient infinies.

  Non seulement notre planète semble unique, mais notre système solaire lui-même fait parti des exceptions.

  Faisons le parallèle avec le génome humain qui permet de créer des hommes différents à l'infini : la création des planètes génère autant de diversité.

 

  Paradoxe dans notre raisonnement de départ:

  • Extraordinaire diversité des humains: Il ne nous vient pas à l'idée de chercher deux humains identiques.
  • Extraordinaire diversité des états planétaires: il nous semble évident (statistiques) qu'il existe une autre planète identique à la nôtre.

 

  Voici tout ce qu'il a fallu comme évènements uniques pour que la Terre soit comme elle est :

   D'abord il faut que notre système solaire abrite des planètes rocheuses.

  On pensait que c'était la règle, mais en fait non. 

   Toutes les étoiles ou presque que l'on observe, sont entourées d'une planète gazeuse, 10 fois plus proche de son étoile que ne l'est Mercure.

  Le processus de création de ces planètes (on est à 1 000 planètes observées) est connu.

  Il faut que rapidement se forme un gros noyau capable de capter une grosse quantité de gaz avant qu'il ne disparaisse dans l'espace.

  Comme au début d'un système, l'élément le plus abondant est l'eau sous forme de vapeur ou de glace, un gros noyau ne peut se faire rapidement qu'avec de la glace.

  Or la glace n'est stable qu'au delà de trois fois la distance Terre-Soleil (3U.A.) c'est donc là que tout commence.

  Comme on observe des planètes gazeuses, on sait que cela se fait rapidement, avant que le gaz disparaisse dans l'espace.

 

 

  

 

  Ensuite la planète gazeuse commence sa "chute" vers son étoile en entrant dans une zone remplie de poussières.

 

 

    Au fil de son déplacement vers son étoile, cette planète gazeuse agrège tous les éléments disponibles alentour jusqu'à ce qu'il n'y ait plus rien, c'est pour cela qu'on la trouve très proche de son étoile.

 

     Notre système solaire est différent et l'on pense avoir trouvé pourquoi.

  Les planètes rocheuses se forment après les planètes gazeuses.

  Elles agrègent les poussières présentes autour du soleil.

  Plus elles sont loin du soleil, plus le cercle de poussières dans lequel elles se forments est grand, donc plus elles ont de matière.

  Logiquement, Mars devrait être plus grande que la Terre.

 

  Or Mars est toute petite.

  Mars s'est donc créé dans une zone ou de la poussière manquait.

 

Explication: La poussière manquait car une planète gazeuse (Jupiter) en chute vers son soleil (norme) a agrégé de la poussière en périphérie du disque puis est repartie vers l'extérieur.

 

  Rien que cela c'est assez exceptionnel pour être unique car il a fallu la combinaison de trois phénomènes improbables.

1) Jupiter a arrêté sa chute parce que dans notre système solaire a existé une autre planète gazeuse, Saturne, créé en même temps, un petit peu plus loin, là où il y avait moins de matière.

  Saturne a mis plus de temps pour avoir une taille qui permet de migrer. Elle a commencé sa migration quand elle avait juste 1/3 de la taille de Jupiter.

2) Et puis autre fait unique, Saturne est entrée en résonance 3/2 avec Jupiter. C'est à dire que Jupiter faisait trois tours pendant que Saturne en faisait deux, donc régulièrement elles vont se trouver en résonance et s'attirer l'une l'autre vers l'extérieur, ce sont les équations de Kepler qui l'expliquent. 

  Cela va bloquer le système, il va arrêter de chuter, les deux planètes arrêtent leur migration vers le Soleil.

3) Le rapport de masse entre ces deux planètes est de 1/3. Saturne est trois fois plus petite que Jupiter.

  •   Si Saturne avait été plus petite, elle n'aurait pas pu bloquer Jupiter qui aurait continué sa chute comme dans les autres systèmes.
  •   Si Saturne avait été plus massive, les deux auraient continué leur route vers le soleil.

  Avec ce rapport de masse "1/3", il va se passer quelque chose d'extraordinaire appelé le virement de bord, les deux vont repartir vers l'extérieur au delà de la zone de trois fois la distance Terre-Soleil, laissant libre cours à 4 planètes rocheuses de se former avec la matière qui reste, mais avec moins de matière pour la plus externe (Mars)

 

4) Notre Terre contient une immense quantité d'eau liquide et gazeuse sous forme de nuages.

  Elle a de l'eau parce qu'elle a été percutée de plein fouet (il y a 4,5 milliards d'années) par une immense comète (Théïa), de la taille de Mars, qui lui a apporté la quasi-totalité de son eau.

  Sans cette collision il y aurait très peu d'eau sur la Terre.

  C'est pour cette raison que l'on doute de la présence d'eau sur les exoplanètes comme Kepler 186fGliese 667Cc, les deux super-Terre de Kepler 62, et Kepler 22b.

 

5) L'angle du choc est important, il a créé la Lune.

  •   Si le choc avait été frontal il aurait fait disparaitre la comète et la Terre.
  •   Si le choc avait été trop rasant, trop tangentiel, il n'aurait pas fait la suite, l'essentiel des objets éjectés auraient eu une vitesse trop grande et auraient quitté l'attraction terrestre.

  L'angle de percussion de Théïa a permis qu'une immense quantité de matière soit projetée dans un disque autour de la Terre. C'est la réaccrétion de ces matériaux qui a créé la Lune. Un seul satellite s'est créé.

 

6) Le satellite créé, la Lune, est assez gros pour être capable de stabiliser l'axe de rotation de la Terre dans un angle de 23°6 par rapport au plan de l'écliptique, ce qui permet une alternance jour/nuit et l'existence des saisons.

  C'est important car sans la Lune telle qu'elle est, il n'y aurait aucune raison pour que cet angle reste stable ce qui entraînerait des catastrophes, imaginez que les pôles se retrouvent tournés vers le soleil.  La Lune permet la stabilité des températures, des saisons, des précipitations. Elle est indispensables à la pérennité et à la diversité de la vie.

  D'autres planètes ont des satellites, mais peu ont un seul satellite, et pas celles observées par Kepler.

N.B. :

  Dans le couple "Terre-Lune", seule la Lune, plus petite, est déjà stabilisée: c'est toujours la même face qui est tournée vers la Terre. Il faudra beaucoup de temps pour que le système soit complètement stabilisé avec également la Terre qui ne montre qu'une face vers la Lune. En attendant, la vitesse de rotation de la Terre diminue légèrement petit à petit.

 

  7) L'angle de percussion de Théïa a permis une fusion entre la comète et le magma terrestre.

  Le choc a considérablement augmenté la température de notre planète qui est entrée toute entière en fusion. Ainsi de l'eau a pu entrer dans le magma le rendant plus fluide et faisant apparaître les mouvements de convection à l'origine de la tectonique des plaques.

  C'est le degré d'hydratation particulier du magma terrestre qui fait que nous avons sur Terre 10 plaques et non pas une seule comme sur Mars ou des centaines comme sur Vénus.

  C'est ce degré particulier d'hydratation qui a permis l'apparition des océans et de toute l'eau sur Terre car en se refroidissant pour former le manteau, le magma a chassé de l'eau vers la surface

 

8) La date de la collision avec cette comète Théïa est importante.

   Les mouvements de convection dans le magma sont apparu suffisamment tôt pour créer le champ magnétique qui a protégé l'atmosphère de la Terre contre la forte ionisation du Soleil.

  En effet, à ses débuts le Soleil était différent,  un peu plus froid et surtout il générait un vent solaire considérable, capable de balayer l'atmosphère terrestre si elle n'avait pas été rapidement protégée par ce bouclier magnétique.

 

9)

  L'atmosphère de la Terre comprend une couverture nuageuse qui a un comportement particulier: elle est d'un rapport de 40-60%, c'est à peu près du 50/50%.

  Pour le moment c'est un fait unique, les autres planètes sont soit à 100% comme Vénus, soit à peut-près à 0% comme Mars ou Mercure.

  On ne connait pas les raisons de cette stabilité ni par quel processus se forment les nuages, on ne connait pas leur système de nucléation mais on sait qu'il est stable sur l'échelle du million ou du milliard d'années. C'est absolument fondamental car les nuages sont blancs et renvoient dans l'espace à peu près la moitié de l'énergie qu'ils reçoivent.

  Si on met 10% de nuages en plus, on a 5% d'énergie en moins en dessous, ce qui est considérable. En regardant la météo on se dit "aujourd'hui il fait pas beau" on a l'impression que ça change mais si c'était le cas on aurait un climat très inégal qui modifierait considérablement la vie notamment la vie végétale. Le réchauffement actuel de la planète, qui inquiète beaucoup par sa rapidité, serait encore plus rapide et fréquent.

 

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Pour mémoire :

 

  9 évènements/faits, importants pour la création et la pérénité de la vie sur notre planète qui, plus les découvertes avancent, apparait très particulière.

 

  1- Une seconde planète gazeuse: Saturne,

  2- dont la masse est 1/3 de celle de Jupiter,

  3- qui entre en résonance 3/2 avec Jupiter.

  4- Une comète de la taille de Mars, pleine d'eau, qui percute la Terre,

  5- avec un angle de percussion particulier,

  6- Un seul satellite créé, la Lune,

               6bis- assez gros pour stabiliser l'axe de rotation de la Terre.

  7- Une fusion de l'eau de la comète avec le magma terrestre ce qui va créer la tectonique des plaques, les mouvements de convection et un champ magnétique.

  8- Cette immense collision a lieu suffisament tôt pour protéger l'atmosphère des rayons ionisants du Soleil à ses débuts (Création d'un bouclier magnétique).

  9- La couverture nuageuse de la Terre a un comportement particulier, elle est d'un rapport stable de 50/50%


  La question reste entière: sommes nous les seuls ?.

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Published by mouic - dans sciences
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