Divergences avec Robert Zubrin, à propos de Vénus et de la Vie

J’ai publié la semaine dernière l’article écrit dans la National Review par Robert Zubrin (fondateur de la Mars Society) suite à la découverte de phosphine dans l’atmosphère de Vénus. J’en fait aujourd’hui le commentaire.

J’approuve très souvent ce que dit Robert Zubrin, fondateur de la Mars Society et mon mentor en astronautique, mais cette fois-ci j’ai plusieurs points de désaccord.

Tout d’abord sur l’hypothèse de la pluralité des mondes habités.

Robert Zubrin écrit : « Le fait que la vie soit apparue sur Terre pratiquement aussitôt qu’elle le pouvait implique l’une de deux possibilités : soit les processus qui poussent les éléments chimiques à se complexifier pour donner la vie sont hautement probables, soit les spores de la vie microbienne flottent dans l’espace, prêts à atterrir, à se multiplier et à évoluer dès qu’une planète devient habitable. »

Pour moi, « le fait que la vie soit apparue sur Terre  pratiquement aussitôt qu’elle le pouvait » n’implique absolument pas que les processus qui poussent les éléments chimiques à se complexifier, conduisent à coup sûr jusqu’à cet épanouissement. Ce serait la constatation que la vie est apparue ailleurs (« quelque part n’importe où »…ou presque) qui pourrait nous faire penser que ces processus sont « hautement probables ». Or nous ne savons toujours pas si ces processus ont abouti ailleurs car nous n’avons à ce jour aucune preuve que la vie existe ou a existé sur une autre planète. Par ailleurs, nous savons que sur Terre le processus qui a conduit à la vie, au-delà de la complexification des molécules organiques qui s’est produit à des degrès divers effectivement et naturellement ailleurs (à commencer dans les astéroïdes), a résulté d’un environnement tout à fait particulier, évolutif, et que les conditions nécessaires et suffisantes n’ont existé que pendant un laps de temps relativement court. La vie n’aurait pas pu commencer sur Terre il y a plus de 4 milliards d’années (manque de temps pour une complexification suffisante, environnement trop chaud, sans eau liquide et trop instable de l’Hadéen) et elle n’aurait pas pu commencer après environ 3,8 milliards d’années (trop de temps écoulé et donc d’érosion par l’eau liquide de l’Océan de son environnement rocheux, différentiel trop étroit du pH entre l’eau acide de l’Océan et les effluves basique provenant de la Croûte submergée). Notre LUCA (« Last Universal Common Ancestor » de tous les êtres vivants aujourd’hui sur Terre) est né sans doute un peu après -4 milliards d’années parce que l’évolution des molécules organiques était suffisamment avancée à cette époque et parce que l’environnement et les circonstances le permettaient à cette époque (ni avant, ni après). Cela rejoint ce que j’écrivais sur la co-évolution il y a quelques semaines. Il y avait alors un « créneau » sur Terre pour que survienne ce « miracle ». En déduire que ce phénomène est reproductible et automatique sur une autre planète, forcément différente dans son environnement spatial et dans son histoire planétaire propre, me semble absolument insoutenable.

De même, « le fait que la vie soit apparue sur Terre pratiquement aussitôt qu’elle le pouvait » n’implique pas davantage que « les spores de la vie microbienne flottent dans l’espace, prêts à atterrir, à se multiplier et à évoluer dès qu’une planète devient habitable » comme l’écrit Robert Zubrin. La panspermie est une hypothèse. L’invoquer comme solution à l’apparition de la vie sur Terre revient simplement à transposer ailleurs que sur Terre l’explication d’un processus dont on n’arrive toujours pas à connaître le déroulement exact (dans toutes les causes qui expliquent le passage d’un stade à un autre de la complexification) et à en démontrer l’éventuelle automaticité. Pourquoi aurait-il été plus facile que les différents éléments des premières cellules vivantes se combinent et s’assemblent sur une autre planète plutôt que sur Terre où l’environnement était relativement favorable (puisque nous sommes ici) ?

A part cette divergence fondamentale sur l’apparition de la vie sur Terre, je suis également en désaccord avec Robert Zubrin sur la probabilité que la vie existe sur Vénus (ou plus précisément dans une certaine zone de son atmosphère).

Il fait cette proposition à partir de l’hypothèse que : « les conditions actuelles de Vénus sont radicalement différentes de celles de la Terre, mais elles offrent certainement un vaste théâtre à la chimie pour trouver des voies alternatives à l’auto-organisation. » Certes, mais pourquoi cette auto-organisation irait-elle jusqu’à la vie et d’ailleurs, que signifie précisément « auto-organisation » ? Si cela implique l’auto-reproduction je ne suis pas d’accord. Ce n’en est pas la suite logique et inévitable. Pour moi le seul processus évident c’est que, toute choses étant égales par ailleurs, les mêmes causes doivent produire les mêmes effets. Cela veut dire en l’occurrence que l’évolution va se produire dans le même sens dans un même milieu avec la même matière. Mais quelles sont les composantes exactes nécessaires de ce « même » milieu? On ne le sait pas (encore). Toute évolution de matière organique ne va donc pas nécessairement conduire à la vie. Il n’y a nulle obligation pour la matière en général, de chercher à atteindre cette finalité ou plutôt d’être contrainte par l’environnement à y aboutir (jusqu’à ce que l’on trouve la preuve du contraire c’est-à-dire que l’on constate la présence de vie ailleurs que sur Terre).

Quant à la survivance de microbes dans une couche de l’atmosphère vénusienne, Robert Zubrin suppose qu’elle serait la suite d’une époque où le sol de Vénus aurait produit de la vie (selon son opinion que la vie est l’aboutissement normal d’un processus normal). Je pense au contraire qu’il serait plus qu’étonnant que ces hypothétiques microbes aient pu se reproduire coupés totalement de ce sol car ils doivent pour continuer à vivre et à se reproduire, puiser dans la matière environnante non seulement l’énergie mais aussi la matière dont ils sont faits. L’énergie pourrait rester accessible avec la chaleur et les éléments chimiques oxydants et réducteurs présents dans l’atmosphère mais il me semble que la matière des constituants serait très difficile à renouveler sans aucun support solide. La co-évolution de l’hypothétique vie vénusienne au sol avec l’environnement planétaire vénusien aurait-elle pu permettre cette adaptation uniquement dans l’atmosphère ? Ou la synchronisation constituée par l’emballement de l’effet de serre sur cette planète aurait-elle mis fin à ce début d’évolution biologique ? Cela reste à voir mais rien n’est moins certain.

Sur le plan de l’astronautique, Robert Zubrin est évidemment beaucoup plus qualifié que moi mais je crois qu’il sous-estime les difficultés posées par l’environnement vénusien.

Certes on peut imaginer des ballons ou dirigeables flottant dans la zone « habitable » (température et pression) de l’atmosphère de Vénus. Mais outre que ces ballons pourraient rencontrer quelques nuages d’acide sulfurique et que seuls le verre et les céramiques pourraient y résister (on n’imagine pas vraiment des enveloppes souples à volume variable dans ces matières !), on voit mal comment le principe de la montgolfière avec enveloppe de couleur noire (capteur de chaleur) et équipée d’une source froide constituée par de la glace d’eau collectée en altitude (plus de 60 km), suggéré par Robert Zubrin, pourrait fonctionner jusqu’au sol. Il écrit :

« Nous pourrions effectuer une succession de montées et de descentes, explorer l’atmosphère à toutes les altitudes et latitudes, rechercher des cavernes souterraines avec un radar pénétrant le sol, imager le sol à basse altitude et éventuellement même échantillonner la surface à de nombreux endroits séparés par des distances continentales ».

Si j’ai bien compris, le principe de la montgolfière est de réduire la masse volumique du ballon qui peut ainsi bénéficier de la force d’Archimède pour monter dans le ciel ou de l’augmenter pour descendre. Dans le cas de Vénus, il me semble très improbable de pouvoir créer un différentiel de masse volumique, positif à l’intérieur du ballon, pour descendre jusqu’au sol en utilisant la glace d’eau. Il me semble en effet que la glace embarquée en altitude auraient tôt fait de fondre pour retrouver la température ambiante bien avant d’arriver au sol (il faut descendre de 50 km dans des températures qui dépassent les 100°C à partir de 45 km, et très lentement à cause de la densité, croissante, de l’atmosphère). Ensuite, pour repartir du sol en utilisant les mêmes gaz que l’air environnant, comment créer un différentiel de masse volumique négatif (pour que la force d’Archimède joue son rôle) ? Robert Zubrin imagine d’utiliser une enveloppe de couleur noire pour profiter du rayonnement solaire pour chauffer le gaz à l’intérieur du ballon. Mais quand on descend en-dessous de la couche nuageuse de la haute atmosphère (« lower clouds » vers 50 km du sol), le rayonnement solaire ne passe presque plus. En dessous de cette couche, la luminosité est réduite de 90%. Au sol, où seulement 5% du rayonnement parvient, la luminosité est extrêmement faible. « Il fait noir » à la surface de Vénus, plus ou moins rougeoyant selon les endroits où le volcanisme s’active (voir illustration de titre). Alors, comment chauffer l’intérieur du ballon sans lumière solaire pour obtenir un différentiel négatif ? Il fait 450°C en surface de Vénus. Robert Zubrin imagine-t-il chauffer le gaz à 470 ou 500°C ? Quelle enveloppe le supporterait sinon impliquant un dispositif très massif ? Et avec quelle source d’énergie qui implique aussi une certaine masse ? Je doute qu’un dispositif d’une durabilité suffisante puisse être embarqué pour faire fonctionner le système suffisamment pour alléger les gaz à l’intérieur et faire repartir du sol l’ensemble du dispositif, c’est à dire l’enveloppe du ballon avec ses équipements. Autrement dit je ne pense pas qu’une montgolfière soit une bonne idée pour explorer l’atmosphère basse de Vénus.

Sorry Robert !

Illustration de titre: Vue de la surface de Vénus (Mont Gula) générée par ordinateur en 1996 à partir des données recueillies par la sonde Magellan de la NASA entre 1990 et 1994. Crédit NASA/JPL (PIA00234). Le sommet de Gula, un volcan bouclier, marque un dénivelé de 3 km par rapport au sol environnant, les couleurs sont reconstituées d’après les images en couleur prises au sol par les sondes russes Venera 13 et 14 en 1981 (elles y ont survécu deux heures).

Pour (re)trouver dans ce blog un autre article sur un sujet qui vous intéresse, cliquez sur :

Index L’appel de Mars 20 09 28

Pierre Brisson

Pierre Brisson

Pierre Brisson, président de la Mars Society Switzerland, membre du comité directeur de l'Association Planète Mars (France), économiste de formation (Uni.of Virginia), ancien banquier d'entreprises de profession, planétologue depuis toujours.

7 réponses à “Divergences avec Robert Zubrin, à propos de Vénus et de la Vie

  1. Entièrement d’accord avec Monsieur Brisson. Toute cette excitation à propos d’une fort hypothétique vie sur Vénus (ou, plutôt, dans son atmosphère) me paraît un peu puérile et je suis prêt à parier qu’elle retombera aussi vite qu’elle est apparue. C’est étonnant de voir combien pour certains (même “experts”) il suffit qu’une ou deux conditions ayant présidé à l’apparition de la vie sur Terre existent ailleurs pour qu’ils en concluent hâtivement que la vie pratiquement DOIT y être née aussi! C’est oublier qu’il a fallu une conjonction de TRES nombreuses circonstances très particulières pour que la vie émerge sur notre planète (comme Monsieur Brisson l’a bien expliqué dans divers articles ici), pas seulement une ou deux. La caractéristique d’un miracle est qu’il y a assez peu de chance de le voir se reproduire!

  2. Parmi les 4 planètes telluriques de notre système solaire, la Terre, en raison de ses propriétés, est la seule ayant connu l’évolution, la Vie, que nous lui connaissons. Il n’est pas impossible qu’un embryon de vie se soit manifesté ailleurs et précocement avorté au vu des conditions physico-chimiques ambiantes incompatibles avec elle. La phosphine en est peut être une signature, sans plus. Je partage donc le point de vue de M. Brisson.

  3. Je trouve votre raisonnement sur l’absence probable de l’existence de Vie extra-terrestre dans l’univers très réducteur. Vous n’abordez même pas l’existence de recherches sur le sujet, ce qu’on pourrait logiquement attendre de votre part pour “élever le débat”!
    Je me suis attardé à faire des recherches sur le sujet et ce lien donne des pistes intéressantes:
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Paradoxe_de_Fermi
    Il est vrai qu’avant l’invention du microscope, on ne se doutait pas de la “vie microbienne”, donc avons-nous aujourd’hui découvert les moyens de vérifier l’existance, ou non, d’autre vies extra-terrestres? La réponse est dans la question.
    Bien entendu, il serait étonnant de la trouver en “chair et en os”, mais de nombreuses autres formes pourraient exister hors de nos schémas scientifiques actuels!

    1. Le problème de l’origine de la Vie me passionne et je l’ai traité à de très nombreuses reprises depuis cinq ans que je tiens ce blog. Consultez mon index! Donc je trouve votre apostrophe très injuste et bien peu appropriée (pour ne pas dire complètement décalée).
      Le lien que vous m’envoyez sur le paradoxe de Fermi n’est pas non plus très créatif de réflexion. Le seul argument de Fermi, à la base de ses autres propositions, était de dire que l’Univers était suffisamment grand pour permettre d’envisager que la vie ait pu apparître “ailleurs”. Certes, mais pour moi ce n’est absolument pas une réponse (et en particulier une réponse “scientifique”), c’est transposer “ailleurs” la réponse à une question que l’on se pose “ici” sans chercher à “démontrer”, à comprendre le processus dont on parle (c’est à dire les circonstances qui on conduit la complexification de la matière jusqu’à cette organisation qui permet l’auto-reproduction – presque – à l’identique).
      Fermi avait l’excuse de s’exprimer en 1950, époque où l’on n’avait pas encore découvert d’exoplanètes et où on n’avait pas encore été confrontés au “bestiaire” de la diversité infinie de ces astres, qui est la réalité que l’on constate aujourd’hui.
      Donc oui, recherchons des traces de vie ailleurs que sur Terre mais “ne vendons pas la peau de l’ours” avant d’avoir un réseau d’indices sérieux (pour moi la présence de phosphine dans l’atmosphère de Vénus ne suffit pas). Le processus de vie même dans son expression la plus simple, est extrêmement complexe et il me semble qu’il n’y a nul automatisme qui puisse conduire jusque là. Je pense que c’est une conjonction, aussi bien dans le temps de l’espace, de circonstances et d’événements extrêmement difficiles à reproduire qui a permis l’apparition de la vie sur Terre. C’est mon point de vue mais je serais très heureux de me tromper. Il faut donc le vérifier car pour le moment vous ne pouvez rien opposer de sérieux pour lever ce scepticisme.

      1. “Le seul argument de Fermi, à la base de ses autres propositions, était de dire que l’Univers était suffisamment grand pour permettre d’envisager que la vie ait pu apparître “ailleurs””. C’est en effet un peu court car c’est le même genre de “raisonnement”, comme je l’ai déjà mentionné précédemment, qui ferait dire qu’en tapant au hasard sur un clavier un nombre “infini” de fois, on finirait nécessairement une fois ou l’autre par obtenir la réplique d’une oeuvre de Shakespeare (je ne me souviens plus malheureusement de l’auteur de cette argumentation, que je trouve très parlante)! 🙂

  4. Deux autres éléments sont à prendre en compte pour fonder l’impossibilité d’une vie sur Vénus. La rotation de la planète est extrêmement lente. On sait depuis peu (1962) qu’un jour synodique vénusien dure 116,75 de nos jours. Il fait donc jour durant 58 de nos jours et 9 heures et autant de jours terrestres dans la nuit. Une année vénusienne (224,7 de nos jours) comprend donc seulement 1,92 jours vénusiens. Cela est dû à ce que la rotation (243 de nos jours) de Vénus (la durée d’un jour sidéral) est plus lente que sa révolution sidérale (224,7 de nos jours jours) autour du Soleil et en plus la rotation est rétrograde, l’axe d’inclinaison de Vénus valant 177°, à comparer à nos 23,439°. Pour la Terre, c‘est l’inverse : chacun sait que la durée du jour synodique est de 24 heures, mais on sait moins que la durée du jour sidéral (une vraie rotation complète de la Terre) est de 23 h 56 minutes et 4,1 secondes, la différence étant due à l’avance quotidienne de la Terre sur son orbite. On sait aussi que le jour vénusien s’allonge continûment, actuellement, d’environ 24,3 secondes par année terrestre. La vitesse de rotation à l’équateur est de seulement 6,5 km/h contre 1674 km/h pour la Terre. Cette rotation rétrograde et très lente de Vénus a deux explications possibles : un ralentissement continu d’une rotation directe normale (prograde) qui a ralenti, a passé par 0 et est devenue négative (rétrograde), ou, plus probablement, un comportement chaotique qui a basculé l’axe de rotation de Vénus, cette rotation étant toujours en décroissance. La Terre est protégée de ce phénomène de basculement catastrophique grâce à une stabilisation due à l’action de la Lune qui, pourtant, par effet de marée, ralentit la rotation de la Terre, mais de seulement 2 millisecondes par siècle (pourtant il y a 3,5 milliards d’années, un jour terrestre ne durait que 6 de nos heures). Pour Vénus, le ralentissement peut être dû à trois causes cumulées : un freinage principal par effet de marée dû au Soleil, et aussi un peu à cause de son atmosphère très dense, mais aussi à la disparition progressive d’une rotation différentielle entre son noyau peut-être entièrement liquide, et la planète. (Anecdote : essayez de faire pivoter un oeuf frais et un oeuf cuit dur, les deux comportements sont complètement différents)
    .
    A cela s’ajoute le fait que le champ magnétique vénusien est très faible, car il n’y a presque plus d’effet de « dynamo » au sein de la planète s’il n’y a pas ou plus de noyau solide. Ainsi Vénus, plus proche du Soleil, subit à la fois une intensité de rayonnement solaire (1,9 fois celle de la Terre) plus importante dans des journées torrides durant près de 60 de nos jours, puis « encaisse » les vents solaires plus intenses et de plein fouet, car ils ne sont plus déviés par le champ magnétique, et en plus est bombardée par des rayons cosmiques également non déviés. Tous ces éléments qui s’additionnent rendent la planète proprement invivable.

    1. Merci Monsieur de Reyff pour ces commentaires très utiles. Ils montrent que Vénus est vraiment une planète très inhospitalière.
      Ils soulignent que la Terre a la chance de bénéficier d’un gros satellite stabilisateur, ce qui est extrèmement rare dans l’Univers dans la partie la plus active d’un système stellaire (Pluton et Charon ne sont pas dans la même situation car beaucoup plus petits et très éloignés de leur étoile). Enfin la très faible vitesse de rotation empèche quasiment un différentiel de vitesse entre les deux zones-sphèriques du noyau (à supposer que celui de Vénus soit comme celui de la Terre, solide au centre et liquide à la périphérie) ce qui ne permet pas d’effet dynamo donc la génération d’un champ magnétique planétaire.

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