Centième ! Où il sera question de stromatolithes et d’êtres humains

Me voici parvenu à mon centième article sur ce blog et je salue particulièrement ceux de mes lecteurs qui m’ont suivi depuis le début, tout en me réjouissant que de nombreux autres les aient rejoints ! Sur le thème du temps qui passe et dans une perspective d’essaimage en dehors de la Terre, je vais vous parler aujourd’hui de l’évolution de la vie et de ce que je pense être notre devoir en tant qu’êtres humains vis-à-vis de cette aventure.

Je pars du principe que, compte tenu des circonstances extraordinaires qui ont été nécessaires à son émergence sur Terre, la vie même la plus simple, de type procaryote (cellule vivante sans noyau), est probablement très rare dans l’univers. Je considère ensuite que les circonstances tout aussi extraordinaires qui ont conduit par symbiose à l’hybridation d’archées par des bactéries jusqu’aux eucaryotes (cellules vivantes avec noyau) puis, toujours par symbiose, à la vie multicellulaire et, très longtemps après, à l’apparition de l’homme, sont probablement extrêmement difficiles à reproduire. Nous sommes le résultat d’une histoire c’est-à-dire d’une succession d’événements dans des circonstances qui ne se sont jamais reproduites sur Terre, en partie parce que ces événements eux-mêmes ont modifié les circonstances. Enfin, une fois cette merveille qu’est l’homme avec sa conscience et sa capacité d’agir, formée par cette histoire, il a fallu beaucoup d’efforts et de volonté, d’échecs et de réussites, pour arriver jusqu’au niveau de capacités technologiques dont nous sommes aujourd’hui armés, pour être en mesure (et pouvoir envisager) de sortir de notre berceau. Pour résumer, « les choses ne vont pas de soi », la marche du progrès n’est pas inéluctable. On le voit bien d’ailleurs dans de multiples exemples historiques comme le retour des anciens Mayas dans la forêt ou le haut Moyen Age européen succédant à l’Empire romain. Il n’est « écrit » nulle part que nous irons un jour dans les étoiles ou que nous trouverons de la vie ailleurs que sur Terre, même sous la forme la plus primitive.

Lorsque l’on recherche les traces de vie les plus anciennes sur Terre, on trouve celles de microbialithes, en particulier des stromatolithes, non les fossiles des microbes eux-mêmes mais ce qu’ils ont créés par leurs rejets métaboliques comme aujourd’hui le font, d’une autre manière, les coraux. Cette expression de la vie qui dominait le monde il y a plus de 3 milliards d’années est devenue une curiosité biologique extrêmement rare aujourd’hui. Dans un nombre d’années indéterminé c’est peut-être tout ce qu’il restera de nous après quelque épidémie, guerre, dégénérescence, chute d’astéroïde ou les quatre à la fois. Il y a tellement eu d’extinctions massives dans notre histoire biologique ! Pourquoi sortirions nous indemne de la prochaine, d’autant que ce sont toujours les êtres vivants dominants qui souffrent le plus ? Seules des concentrations de minéraux ou de métaux pourront témoigner de notre présence ici aujourd’hui. Tout ce qui fait notre chair et nos os aura totalement disparu mais encore plus grave, l’expression même de notre histoire et de notre pensée, tout ce que nous aurons créé de beau par la force de notre esprit se sera perdu, dissous par les interactions de la matière et le passage du temps.

A moins que !

A moins que nous entreprenions dès aujourd’hui ce que nous avons la possibilité d’entreprendre, planter sur un autre astre la bouture de la quintessence de notre évolution terrestre. Le substrat ne peut être que Mars, parce que c’est sur Mars que nous pouvons aller aujourd’hui et trouver les conditions les moins hostiles à notre redéploiement. Ce ne sera pas facile et ce sera long car le milieu est indéniablement très hostile mais notre niveau technologique nous permet de le considérer sérieusement. On commencera par une exploration, par des repérages (gisements de glace d’eau, de minerais). On continuera par la construction d’infrastructures pour l’extraction des matières, pour leur transport, puis par la transformation des matières, la construction d’habitats, leur viabilisation de plus en plus sure, le contrôle de plus en plus poussé de leur microbiome, la production de nourriture, la production d’outils et d’objets pour le travail et pour la vie. Au début, il y aura de petites équipes restant sur place le temps d’une rotation des planètes autour du soleil (les fameux 26* mois nécessaires au repositionnement de Mars par rapport à la Terre), puis deux rotations et plus. Il y aura des échecs, des reculs puis des reprises et des avancées. Enfin, un jour, des enfants naîtront sur Mars, y seront éduqués et la vie y fleurira comme jamais.

*en fait environ 18 mois sur place, 6 mois de voyage aller et 6 mois de voyage retour, compte tenu des vitesses relatives des planètes sur leur orbite.

Mars n’est pas bien loin de la Terre au regard des distances spatiales. Que sont 56 à 400 millions de km par rapport aux 4,4 à 7,4 milliards de km qui nous séparent de Pluton, aux 43 mille milliards de km de Proxima Centauri ou aux 400 mille milliards de km de Trappist-1 ?! Certes, catastrophe « majeure », une étoile géante rouge voisine comme Antarès explosant en supernova pourrait nous anéantir tout aussi bien sur Mars ou dans le système d’Alpha Centauri (étoile plus grosse que Proxima et donc plus « convenable » comme soleil de subsitution). Nous ne serons jamais vraiment « à l’abri ». Mais enfin, si nous n’entreprenons pas aujourd’hui de sortir de notre berceau et de diversifier nos atouts pour survivre en tant qu’espèce, quand le ferons-nous ? Comment pourrions-nous aller un jour encore plus loin? Attendrons-nous pour nous décider la catastrophe « moyenne » survenant sur notre unique monde, fragile « point bleu », toujours possible ?! Il ne sera plus temps ! La réponse positive en faveur de Mars s’impose donc, maintenant. Soyons à la hauteur de notre responsabilité vis-à-vis des générations passées qui nous ont élevés jusqu’à nous mettre « en situation », et vis-à-vis des générations futures dont nous sommes le passage obligé. C’est vous qui décidez.

Image à la Une : Stromatolithes dans la région de Pilbara (Shark Bay), Ouest de l’Australie; très rares vestiges encore actifs d’une époque biologique depuis longtemps disparue.

Image ci-dessous : possibles restes de stromatolithes martiens (structure de cercles concentriques à droite de la photo, Cratère Gusev, mission Spirit, sol 105). Crédit NASA.

Image ci-dessous : possibles stromatolithes fossiles (3,77 milliards d’années) découverts au Groenland. Allen P. Nutman et al. in Nature n°537, 22 Sept. 2016, doi :10.1038/nature19355

C’est la gravité qui fera des colons terriens, de vrais Martiens

Le choix de vivre sur Mars ne sera pas anodin. En effet, après un certain temps, du fait principalement de la différence de gravité entre les deux planètes, les humains établis sur Mars risquent d’avoir de sérieuses difficultés à revenir vivre sur Terre. Ce n’est cependant pas une raison suffisante pour renoncer à s’y installer !

Le fait est que la force de gravité ressentie à la surface de Mars, en raison de la masse beaucoup plus faible de la planète (1/10ème de celle de la Terre), est également beaucoup plus faible (accélération de 3,711 mètres /seconde au lieu de 9,80 m/s, soit 0,38g). A noter toutefois qu’elle est beaucoup plus élevée que sur la Lune (dont la masse égale à 1/81ème celle de la Terre, ne génère à sa surface qu’une gravité de 0,16g) ce qui y pose des problèmes d’adaptation beaucoup plus graves.

On pourra lutter contre ce différentiel au point de vue du poids, assez naturellement et facilement, en portant sur soi une masse relativement lourde compensant, en grande partie, la différence. Cela « tombe bien » car il sera toujours utile de se protéger contre le rayonnement cosmique (constant) et les radiations des tempêtes solaires (intermittentes), en portant un survêtement de protection, comme le gilet AstroRad de la société israélienne StemRad. Ce gilet, à mettre par-dessus les autres vêtements, pourrait même devenir un objet de mode sur Mars. Par rapport au projet actuel, on peut concevoir qu’il soit prolongé au niveau de l’arrière du cou par une sorte de spatule courbée qui protégerait le haut de la moelle épinière, le cervelet et se terminerait au-dessus du crane par un disque (comme le haut du corps et la tête d’un serpent naja). Ce survêtement serait porté dans les endroits les moins protégés des radiations et lors des longs déplacements en surface en véhicules pressurisés, un peu comme une sur-veste que l’on enfile lorsque l’on sort de chez soi sur Terre. Bien entendu la compensation du poids se fera aussi par les scaphandres utilisés lors de chaque sortie « à pied » en extérieur (que l’on nomme “ExtraVehicular activity” ou « EVA »)

Reste un problème, celui de faire face à ce qui se passe à l’intérieur du corps du fait de cette faible gravité. Il faut d’abord attirer l’attention sur le fait que la gravité n’est pas la pression (la première est une vitesse de chute verticale s’appliquant à toute masse vers une autre, la seconde est une force isotrope).

On peut lutter relativement facilement contre les différences de pression (considérables sur Mars puisque l’atmosphère est extrêmement ténue – 6,11 millibars – alors que le corps humain est fait pour évoluer dans un environnement de 1 bar), d’abord en augmentant la densité de l’atmosphère des bulles de vie (dômes habitables) tout en gardant une quantité d’oxygène égale aux 21% que l’on trouve dans une atmosphère terrestre au niveau de la mer (on pourrait vivre éventuellement avec un peu moins, comme à la montagne!) et aussi en équipant, pour les sorties à pied, chaque personne d’une combinaison spatiale, de préférence de contention (à « contre-pression » c à d que le scaphandre n’est pas gonflé d’air mais compresse le corps comme une seconde peau, “skintight”). A l’intérieur, avec un débit suffisant d’oxygène (les 21%) on pourrait aisément vivre dans un environnement de pression 0,7 bars (soit celle qui prévaut sur Terre à 3000 mètres d’altitude mais avec seulement 0,7 x 21% d’oxygène) ce qui atténuerait le différentiel de pression de l’intérieur des bases avec le quasi vide extérieur (NB: ce différentiel de pression s’il était “accepté” ne ferait pas exploser le corps qui est maintenu par son enveloppe cutanée – pourvu qu’elle reste fermée – mais provoquerait seulement un certain gonflement).

Alors tout est-il pour le mieux ? Hélas non ! En effet le cœur de chaque personne débarquant sur Mars continuera à pomper le sang dans l’organisme comme il le faisait sur Terre, avec la même force pour lutter contre une gravité beaucoup plus faible. On sera dans la même situation que celle qu’on aurait en vivant constamment allongé sur un plan incliné de 38°. On voit bien que la pression artérielle que devra impulser le cœur à chaque battement pour irriguer le cerveau et aussi pour initier le retour au cœur du sang envoyé vers les pieds (même si la respiration et la pompe musculaire jouent aussi un rôle important dans le processus) sera beaucoup plus faible et la tension effective en début de séjour sur la planète, nettement trop forte (même si elle restera supportable comme l’ont prouvé les séjours en micro-pesanteur dans l’ISS). Dans une telle situation, l’évolution naturelle doit conduire à ce que le corps s’adapte au moindre effort. C’est pour cela que les astronautes de retour sur Terre après un séjour en micro-pesanteur, ne peuvent se tenir debout. On peut penser qu’un séjour sur Mars de 18 mois sera supportable (30 mois si on suppose que les deux voyages de six mois ne soient pas effectués en gravité artificielle) mais qu’en sera-t-il des séjours longs (quatre ou cinq cycles synodiques de 26 mois, ou plus) ? Quelle sera la faculté d’adaptation d’un enfant né sur Mars s’il veut venir vivre sur Terre ? Peut-être pourra-t-il y rester une révolution synodique ou deux mais ne devra-t-il pas rentrer sur Mars pour éviter que son cœur trop sollicité ne s’épuise (à noter que les pertes de masse musculaire et de masse osseuse ne sont pas tout à fait comparables du fait de la possibilité de faire de l’exercice physique pour les contrer mais qu’il sera quand même difficile de les éluder totalement sur le long terme – densité osseuse) ?

Le plus probable, me semble-t-il, est que les Martiens s’adapteront peu à peu à leur environnement gravitaire. Cela implique que leurs facultés d’adaptation à l’environnement terrestre seront à terme nettement réduites, alors que celle des Terriens à Mars sera toujours possible. NB: Symétriquement, nous aurions la même difficulté pour nous adapter à vivre en surface d’une “super-terre” (une planète rocheuse plus massive que la Terre).

Un dernier problème auquel les Martiens devront faire face, c’est le développement de microbiotes séparés à l’intérieur de microbiomes distincts. En effet les contacts physiques entre les populations terrestres et martiennes étant plus rares, les microbes commensaux et parasites du corps humain auront tout le “loisir” de se différencier…différemment sur chacune des planètes. Si aucune précaution n’est prise, chaque arrivée de Terriens tous les 26 mois sera l’occasion de belles épidémies de grippes et autres pathologies microbiennes au sein de la population martienne. Il faudra donc faire face à cette difficulté. Des quarantaines et des vaccins devront être imposés strictement. Dans le sens Mars / Terre, la vulnérabilité des martiens sera de plus en plus grande compte tenu du véritable “bouillon de culture” que constituera l’immense et très riche biosphère terrienne par rapport à la petite biosphère martienne.

Faut-il pour autant renoncer au projet de créer une colonie sur Mars ? Certes non ! Si les voyages physiques dans le sens Mars/Terre deviennent difficiles aux Martiens, ils pourront toujours y faire un ou deux voyages dans leur vie (sans oublier quarantaine et vaccins!) et échanger continûment avec la Terre en utilisant le chemin des ondes électromagnétiques. Ces échanges seront essentiels pour l’équilibre économique de la société martienne et facteurs d’enrichissement ainsi que d’épanouissement des deux côtés.

A très long terme, l’homme reviendra peut-être à l’idée des îles-de-l’espace imaginées par Hermann Oberth en 1954 et précisées par Gerard O’Neill en 1976. Il pourrait ainsi choisir non seulement son lieu de vie autour du soleil ou d’une étoile voisine mais aussi son climat en fonction de son choix d’exposition à la lumière de son étoile, et sa gravité en fonction de la vitesse de rotation du cylindre habité (on n’évitera pas pour autant la divergence des microbiotes!). Quant à l’homme martien, quelques mutations pourraient intervenir un jour qui lui permettront de vivre davantage en harmonie avec son nouvel environnement, comme celle qui permet depuis 8000 ans aux Tibétains de moins souffrir de l’altitude que les autres homo-sapiens-sapiens* en utilisant mieux son oxygène raréfiée.

Liens:

*“A genetic mechanism for Tibetan high-altitude adaptation” par Felipe R. Lorenzo et al. in Nature, 2014. Lien : http://www.nature.com/ng/journal/v46/n9/full/ng.3067.html

Article sur le gilet Astrorad: https://blogs.letemps.ch/pierre-brisson/?s=astrorad&submit=Go

Articles sur les Iles-de-l’espace: https://blogs.letemps.ch/pierre-brisson/2016/06/07/au-dela-de-mars-les-iles-de-lespace-2/  et semaines suivantes.

Image à la Une : la professeure Dava Newman dans son scaphandre à contre-pression (« bio-suit », MIT). Lien : http://news.mit.edu/2014/second-skin-spacesuits-0918

La vie, quelle qu’elle soit, parcourt un chemin imprévisible et forcément unique

Quand on considère l’histoire de la vie sur Terre, on constate de nombreuses inflexions de trajectoire imposées par les événements catastrophiques survenus (« extinctions massives »), les fluctuations du niveau de l’oxygène dans l’atmosphère ou la simple concurrence entre espèces. A divers niveaux, des taxons entiers d’être vivants sont sans fruit, d’autres poussent, se développent, occupant les niches écologiques laissées vides ou précédemment non occupées. Cela a conduit au développement d’un arbre phylogénétique dont les ramifications sont de plus en plus nombreuses et s’étendent dans des directions imprévues et imprévisibles.

Il faut bien voir que ces modifications sont sans retour (la vie ne fait pas réapparaître les combinaisons génétiques disparues) et que les victimes, comme les rescapés, sont largement les résultats du hasard (celui de la chute d’un astéroïde, de la survenance d’une supernova, d’une catastrophe endogène ou seulement de l’évolution du milieu). Quel chemin aurait pris la vie si la faune ediacarienne n’avait été victime d’une extinction massive il y a 540 millions d’années ? Les méduses seraient-elles un jour devenues intelligentes ? Si la prolifération cambrienne n’avait été si exubérante et ne s’était suicidée en causant un déséquilibre qui leur était néfaste dans la composition de l’atmosphère, les opabinia auraient-ils eu une descendance dominante ? Si les dinosaures n’avaient été quasiment effacés de la surface du globe par la chute d’un astéroïde il y a 65 millions d’années, nos petits ancêtres mammifères seraient-ils restés éternellement dans leur ombre en laissant « passer leur tour » ?

La vie « ailleurs », si elle a pu émerger de combinaisons chimiques de plus en plus complexes en surface d’un biogénérateur planétaire exposé favorablement aux rayonnements de son étoile, a dû suivre un cheminement tout aussi complexe et original que le nôtre. Il est impossible que ses embranchements aient été les mêmes que les nôtres et ceci dès la constitution de ses éléments les plus primitifs (protéines – mais quels acides aminées ? nucléotides – mais quelles bases azotées et quels sucres ? phospholipides – mais associés à quelles protéines et à quelles glucides pour former les membranes des cellules ?). Il est donc également impossible que les êtres vivants qui pourraient la constituer aujourd’hui soient génétiquement proches des nôtres. Cela ne veut pas dire que fonctionnellement ils ne pourraient être semblables (sensibilité, mode de nutrition, mobilité, conscience, communication) puisqu’ils auraient pu être confrontés à des besoins et des difficultés comparables, mais ils seraient différents. Par ailleurs le stade de développement qu’ils auraient pu atteindre est tout à fait incertain. Il n’y avait nulle nécessité que la vie apparaisse sur Terre et les dinosaures auraient pu rester les maîtres de notre monde.

Il serait probablement vain de chercher la vie « ailleurs » sur une planète du système solaire autre que Mars puisque les conditions environnementales minimum n’auront sans doute jamais pu y être remplies (il est moins que certain que les conditions prévalant dans les océans sous-glaciaires des lunes des planètes géantes, privés de lumière du soleil, soient suffisantes). Sur Mars, cela a été possible dans les premières centaines de millions d’années. Mais, confrontée à la dégradation très forte de l’environnement dès -3,5 milliards d’années, la suite de l’histoire de la vie martienne s’est très probablement limitée à la simple survie, peut-être sans succès et en tout cas sans les floraisons robustes et exubérantes que nous avons connues sur Terre. Maintenant nous avons peut-être été les bénéficiaires d’une genèse martienne puisqu’il semble que la Terre ait été à ses débuts une planète-océan alors que l’eau liquide a toujours été plus rare sur Mars et que, pour son émergence, la vie a dû bénéficier d’alternances de présence et d’absence d’eau. Il est toujours possible qu’une météorite nous ait apporté le premier embryon de vie éclos sur Mars. Dans cette hypothèse les météorites “SNC”* trouvées sur Terre, dans lesquels certains de nos scientifiques estiment identifier (avec arguments tout à fait sérieux) des traces de vie passée, s’avéreront bien être les porteuses d’informations dont nous finiront par trouver confirmation sur Mars.

*Meteorites shergottites, nakhlites et chassignites, notamment Nakhla 000541, Yamato 000593,  ALH 84001 ou Tissint.

Pour ce qui est de chercher la vie « ailleurs », encore plus loin, c’est-à-dire dans la « zone-circumstellaire-habitable » d’une autre étoile située dans la « zone-galactique-habitable », attendons que les résultats de la recherche SETI ou mieux l’analyse spectrographique d’une atmosphère planétaire examinée à travers la lumière de son étoile*, révèlent la présence d’oxygène (ou d’un autre gaz en proportion anormale, pouvant témoigner d’une activité biologique). Il ne faut pas désespérer même si les premières dizaines d’années de recherche n’ont rien donné (car on ne sait ni où se trouvent les éventuels extraterrestres, ni quelles longueurs d’ondes électromagnétiques ils utilisent pour communiquer). Mais il faut bien avoir conscience que les planètes comme la Terre doivent être extrêmement rares et que la probabilité qu’une vie de type terrestre puisse se développer et subsister dans notre fenêtre de temps, est très faible. Pourquoi en effet y aurait-il « concordance des temps » ? Pourquoi maintenant plutôt que dans un million d’années, condition d’autant plus contraignante que très rapidement nous ne pouvons plus « voir » nos contemporains du fait de la limitation (courbure temporelle) que nous impose la vitesse de la lumière? Qu’est-ce qu’une distance de quelques cent années-lumière (les premières émissions radio remontent à 1914!) par rapport aux dimensions de l’univers dans lequel une galaxie assez banale comme la nôtre, a un diamètre d’environ 120.000 années-lumière ?!

*les hypothétiques vies extraterrestres voisines n’ont peut-être pas atteint un niveau technologique leur permettant d’utiliser le rayonnement électromagnétique pour communiquer. 

Image à la Une : La faune d’Ediacara (prépondérante sur Terre il y a 600 millions d’années) telle que vue par Alain Bénéteau, paléontographiste. A noter que la vie sur Mars n’a peut-être atteint que le niveau des stromatolithes (“boules” de microbialithes au second plan à droite sur l’image).

lecture: “A new history of Life” par Peter Ward et Joe Kirschvink, chez Bloomsbury Press (2015). Les auteurs insistent notamment sur la concordance entre les fluctuations du pourcentage de l’oxygène dans l’atmosphère et l’évolution des espèces; les périodes de faibles pourcentage d’oxygène étant les plus défavorables à la vie existante mais les plus stimulantes pour la vie future.

La prolifération, catastrophe endogène dont nous risquons de ne pas sortir indemnes

Outre les catastrophes exogènes dont j’ai parlé la semaine dernière, la Terre a été et reste exposée à des catastrophes endogènes tout aussi graves puisqu’elles peuvent également provoquer des extinctions massives. En considérant notre chère planète comme un être vivant auquel il ne manque que la conscience*, ce qu’elle est en réalité puisqu’elle a généré le phénomène de la vie et qu’elle évolue en symbiose avec lui, on peut pousser la comparaison en voyant ces catastrophes comme des maladies résultant de dérèglements de son propre métabolisme (dont nous faisons partie).

*NB : à moins que cette conscience ne soit en fait la nôtre.

Du fait de sa configuration particulière (distance au soleil, masse, nature rocheuse, dynamo interne, atmosphère, eau), la Terre, très tôt, a généré la vie. Au début ce processus était évidemment discret, il n’avait même aucune incidence sur l’ensemble dont il faisait partie. Mais il semble qu’il ne connaisse pas d’autolimitation autre que celui de la concurrence des espèces qui l’expriment et on a assisté plusieurs fois à des dérapages du fait de la prépondérance de l’une ou de l’autre et du déséquilibre qui en est résulté aussi bien à l’encontre des espèces dominées que de l’ensemble de l’environnement planétaire.

Vers -2,4 milliards d’années, les ancêtres des cyanobactéries après avoir épuisé par photosynthèse les réserves de manganèse dissout dans l’eau des océans, s’attaquèrent à l’eau elle-même pour en extraire les électrons (en en rejetant de l’oxygène libre). Cette mutation connut un plein succès et très vite (peut-être un seul million d’années), l’oxygène, rejet métabolique non consommé à l’époque par quelque être vivant que ce soit, prit une place considérable dans l’atmosphère au détriment du gaz carbonique, du méthane et de l’hydrogène sulfuré. Il en résulta une chute de l’effet de serre et une glaciation spectaculaire, rapide et dramatique (dite « glaciation huronienne ») car elle recouvrit l’ensemble du globe (« snowball Earth »). Cette glaciation réduisit drastiquement la population des cyanobactéries (qui ne subsista que sur quelques îles volcaniques). C’était il y a 2,35 milliards d’années et il fallut attendre jusqu’à -2,22 milliards (130 millions d’années!) pour que le volcanisme rétablisse un “meilleur” équilibre gazeux (riche en gaz carbonique). Les cyanobactéries « se remirent au travail », l’oxygène finit par s’installer comme l’un des composants pérennes de l’atmosphère mais parallèlement des organismes procaryotes s’y adaptèrent avec un avantage énergétique très fort. Ainsi certaines archées réussirent à capturer des bactéries utilisant l’oxygène pour les enchaîner dans une relation d’endosymbiose. Cette association fut la base des eucaryotes qui avait un potentiel extraordinaire du fait de leur puissance énergétique. Ce sont eux qui en s’associant finirent par donner vers -600 millions d’années les premiers êtres vivants multicellulaires (édiacariens). Les cyanobactéries qui avaient permis l’évolution de se dérouler, étaient passées à l’arrière plan de la vie.

Aujourd’hui on retrouve l’amorce du même phénomène avec la prolifération incontrôlée de l’humanité. Les dégâts causés par l’explosion démographique sont évidents et malgré les quelques individus conscients du danger causé par le déséquilibre, il semble qu’inexorablement la biosphère actuelle aille à la catastrophe. Si tous considéraient ce monde vu de l’espace, si tous prenaient conscience de la fragilité de notre « pale blue dot » et de son caractère unique, et que nous n’avons pas (encore) de solutions de rechange, on pourrait espérer s’arrêter à temps. Cependant rien n’est moins certain. Certes, quoi qu’il arrive, la Terre ne disparaîtra pas mais elle pourrait se retrouver peuplée dans quelques siècles des résidus dégénérés d’une humanité déchue, dans un environnement occupé par d’autres espèces vivantes dominantes indifférentes ou hostiles (les arthropodes sont de bons candidats !).

Alors, que faire ?

Il faut faire prendre conscience à nos contemporains du risque dans lequel ils se trouvent. Certes notre intelligence et notre science peuvent beaucoup mais peuvent-elles suffisamment pour endiguer, nourrir, éduquer, dans des délais très courts, une population africaine, brésilienne, indienne qui va continuer à croître très fortement ? Allons-nous parvenir à générer suffisamment de ressources pour nourrir, vêtir tout le monde ? Pourrons-nous éviter la propagation de mouvements religieux primitifs et anti-progrès qui rendraient cette capacité scientifique impuissante ? Que va devenir notre biodiversité ? L’homme pourra-t-il vivre sans les espèces qui constituent une part importante de son équilibre écologique. Dans le monde actuel on se rend compte des déficits fonctionnels de la biosphère lorsque des espèces disparaissent. La surpêche du thon fait proliférer les méduses. Toutes une vie animale, microbienne, végétale dépend des éléphants, des girafes, des rhinocéros qui sont massacrés pour des raisons stupides. Que vont devenir l’atmosphère terrestre et la température quand nos poumons verts que constituent les forêts équatoriales auront toutes disparues, mal remplacées par des plantations de palmiers à huile et de cultures vivrières pour une population toujours plus nombreuses et de ce fait misérable. Qu’allons-nous devenir quand toute l’eau douce sera gaspillée dans la culture de plus en plus précaire et difficile de terres de plus en plus arides et quand l’Océan sera devenu une vaste poubelle de détritus plastiques étouffant les derniers poissons ? Qu’allons-nous devenir si les pauvres parmi les pauvres continuent à miser uniquement sur une descendance de plus en plus nombreuse pour les entretenir lorsqu’ils ne pourront plus travailler pour survivre ? Comment contrôler les maladies si nous détruisons la biodiversité végétale source de molécules essentielles pour nos médicaments ? Comment soigner les populations si nous devenons trop pauvres pour faire travailler nos laboratoires, concevoir de nouveaux médicaments et les diffuser à la surface du globe ?

Il est temps d’arrêter les bons sentiments qui nous imposent le respect des autres quoi qu’ils fassent. Il est temps de dire que certaines choses sont bonnes pour la planète et donc pour l’homme, et d’autres mauvaises. Il est temps de proclamer qu’une bonne économie n’est pas une économie qui distribue mais une économie qui produit pour distribuer et qui investit pour améliorer son efficience et donc diminuer son impact écologique. Il est temps de proclamer que la solution à nos problèmes n’est pas le retour à un âge d’or irréel mais la construction d’un futur raisonné et rationnel fondée sur la science et le progrès technologique. Il est temps aussi de préparer notre installation sur Mars. L’autonomie d’une implantation humaine pérenne n’y est pas pour demain mais l’entreprendre aujourd’hui constituerait quand même un « plan B » ainsi qu’un laboratoire extraordinaire pour l’étude du recyclage et l’adaptation aux milieux extrêmes dont nous avons besoin ici, sur Terre.

En attendant de pouvoir « peupler les étoiles », ne nous comportons pas comme des cyanobactéries, utilisons notre intelligence et soyons doux et respectueux avec notre mère la Terre.

lecture: “A new history of Life” par Peter Ward et Joe Kirschvink (Bloomsbury Press, 2015).

Image à la Une : « snowball Earth ». Comme souvent dans les phénomènes naturels, il y a auto-accélération. Dans ce cas, la réflectivité du globe s’accroît au fur et à mesure que la glace s’étend et l’ensemble de la planète devient plus froid ce qui accélère la glaciation.

Image ci-dessous :accroissement de la population mondiale depuis 1950 et prévisions telles que vues sur la base de chiffres 2015 par la “United Nations Population Division”. Vous remarquerez que nous tendons vers 10 milliards en 2050 (ligne médiane en rouge, tracé continu) contre 7 milliards aujourd’hui (40% de plus!). Il existe des hypothèses moins effrayantes mais leur réalisation n’est pas la plus certaine. NB: les deux tracés en tirés de couleur rouge encadrent les probabilités supérieures à 80% et les tracés en pointillés de même couleur, les probabilités supérieures à 95%.

Les grandes catastrophes exogènes, l’un des facteurs de personnalisation de nos environnements planétaires

Comme on l’a vu, la Terre fait partie d’un environnement spatial bien particulier. En outre, son histoire a été rythmée par une succession de grandes catastrophes, les unes exogènes (que l’on pourrait qualifier de « hard »), les autres endogènes (que l’on pourrait qualifier de « soft »), qui sont comme des aiguillages ayant fléché l’évolution de son environnement et de son contenu (y compris le processus biologique) dans des directions totalement imprévisibles mais inévitables, un peu comme l’eau qui coule depuis sa source et qui s’insinue dans les voies qu’on lui ouvre. Il résulte de cette histoire littéralement « à nulle autre pareille », un bijou très précieux, la vie terrestre actuelle (et éventuellement nous-même) dont la reproduction à l’identique ailleurs semble très fortement improbable. C’est dommage pour les « petits-hommes-verts » mais c’est ainsi.

Considérons d’abord les catastrophes exogènes

Au début de l’Histoire, Mars et la Terre étaient sans doute assez semblables, puisque situées dans la même « zone habitable » du système solaire, et gorgées d’eau. Il y avait certes déjà des différences en germe. La Terre était plus proche du Soleil donc plus chaude ; Mars avait une masse nettement inférieure puisqu’une grande partie des éléments qui auraient pu la constituer avait été absorbée par Jupiter ; la Terre était dotée d’un très gros satellite stabilisateur et générateur de fortes marées, la Lune. Les premières centaines de millions d’années durent cependant s’écouler de manière semblable. Les planètes se refroidirent (Mars plus rapidement car moins massive) perdant peu à peu l’énergie thermique emmagasinée du fait de l’accrétion. Le bombardement météoritique continuait mais avec des astéroïdes plutôt que des planétoïdes. Les impacts fréquents entretenaient un volcanisme puissant régénérateur de l’atmosphère. Mars cependant perdait plus rapidement son enveloppe gazeuse du fait d’une force de gravité plus faible. Sur Terre et peut-être sur Mars, le processus d’évolution pré-biotique était enclenché.

Une salve d’astéroïdes plus massifs que ceux reçus depuis l’accrétion, le « Grand Bombardement Tardif », vint perturber, réchauffer, rajeunir, les deux planètes. On était vers -4 milliards et les planètes existaient tout de même depuis 500 millions d’années. La chimie prébiotique en cours avait dû sensiblement évoluer depuis que la Terre, et peut-être Mars, avaient commencé à « fonctionner ». Elle dut s’accommoder de cet événement brutal du fait de son niveau primitif mais il n’est pas exclu que le processus ait connu à ce moment un premier fléchage important, sur Mars comme sur Terre.

A partir de là les différences se révélèrent de plus en plus nettement, la surface de Mars s’asséchant puisque le solde net du volume de son atmosphère se réduisait constamment. Les éruptions volcaniques remplaçaient de moins en moins complètement les pertes gazeuses dans l’espace car la croûte planétaire s’épaississait très vite, alors que la Terre se stabilisait dans une répétition plus horizontale de ses cycles planétaires. La vie y apparut vers -3.8 milliards d’années. Vers -3,5 milliards, Mars sortait de l’âge du soufre (« Théiikien »), élément qui dominait les rejets volcaniques, et devenait de moins en moins active en s’enfonçant dans l’âge du fer (« Sidérikien »). La Terre malaxait son eau avec ses roches dans une tectonique des plaques sans doute encore verticale et sa croûte durcissait lentement.

Vers -3,2 milliards une salve de gros impacts frappa à nouveau la Terre comme en témoigne notamment la couche de 30 cm de sphérules vitreuses, « S3 », de Barberton, en Afrique du Sud, datée de -3,243 milliards (l’extinction « KT » qui marqua la fin des dinosaures ne fait que 3 cm d’épaisseur !). Ce fut peut-être ce choc qui déclencha la tectonique horizontale des plaques qui fonctionne toujours aujourd’hui. La Terre était « mure » pour cette évolution. Sa croûte n’était pas trop épaisse et elle était ductile, sécable mais souple. Les extrémités des plaques commencèrent à glisser, entrainées par leur poids, sous les continents, se rompant en leur milieu immergé, créant un environnement idéal pour les échanges et les alliances entre éléments prébiotiques. Par ailleurs les nouveaux impacts n’étaient plus si terribles qu’ils puissent volatiliser les océans. Au contraire ils mélangeaient les eaux, permettant aux êtres vivants prospérant sur les lignes de fumeurs gris, de remonter vers la surface, vers la lumière du soleil et vers les rivages pour continuer leur évolution. Sur Mars, on vient de déceler la trace d’un impact comparable (pour le moment daté approximativement entre -3,5 et -3,2 milliards d’années) ayant causé un terrible tsunami. On ne connaît évidemment pas son effet sur le (possible) milieu prébiotique (ou vivant ?) local.

Les catastrophes extérieures, impacts météoritiques mais aussi sans doute quelques événements radiatifs (tempêtes de rayons gamma provenant de supernovæ proches? comme dans l’illustration choisie pour cette article ) se reproduisirent à intervalles irréguliers, chacune ajoutant sa touche de personnalisation à la planète concernée (les radiations touchant les deux planètes mais les impacts, l’une ou l’autre). On avança ainsi dans l’Histoire. Nous connaissons évidemment mieux les plus récentes, c’est-à-dire celles qui interférèrent avec une vie de plus en plus évoluée (qui se développa sur Terre à partir de l’ère cambrienne) dont le plus fameux (KT, mentionné ci-dessus) qui provoqua l’extinction des dinosaures il y a seulement 66 millions d’années. Ce qui est notable c’est qu’à chaque fois les cartes furent rebattues entre les espèces vivantes et que celles qui survécurent ne furent pas les espèces dominantes (épanouie à l’époque passée et non adaptée à survivre dans l’époque nouvelle).

Qu’en a-t-il été sur Mars ? S’il y a eu vie, les cartes ont été également rebattues à des époques variables avec des conséquences différentes sur des processus évoluant séparément sur des voies darwiniennes qui forcément leur étaient propres. Ce qu’on sait c’est que la tectonique horizontale des plaques ne s’étant pas déclenchée sur Mars, nous avons toujours en surface, sauf dans les zones volcaniques ou les basses Terres du Nord, réceptacle probable d’un Océan plus ou moins liquide (glace, débris alluviales des Hautes-terres, nappages volcaniques), des roches très anciennes témoins de la solidification de la croûte de la planète (la fin de sa période hadéenne) et porteurs possibles de fossiles de son époque humide (phyllosien). Cela vaut le voyage !

Image à la Une :

L’explosion en supernova d’une étoile « voisine » expose la Terre à un rayonnement gamma intense. La bulle en expansion de l’explosion (incolore mais figurée ici en bleu) prive l’atmosphère de son ozone et crée un brouillard (brun) de NO2 (dioxyde d’azote) ; les rayons Uv les plus durs parviennent à la surface du sol. Un événement de ce type causé par une étoile distante de 6000* années-lumière, a pu créer une extinction massive sur Terre, il y a quelques centaines de millions d’années. Crédit image : NASA

*NB: Notre galaxie, la Voie Lactée, a un diamètre de 100.000 à 120.000 années-lumière.