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).
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