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Vie extra-terrestre et eau liquide



  1. #1
    nini-69

    Vie extra-terrestre et eau liquide


    ------

    Bonjour
    2 questions à vous soumettre :
    1/ on entend toujours parler de vie possible sur une exo-planète uniquement si on y trouve de l'eau à l'état liquide
    Pourquoi ? Sur Terre, aux pôles, là où il n'y a pas d'eau liquide, il y a pourtant présence de petits organismes dans la glace !!
    2/ et je poursuis mon raisonnement. Ne peut-on pas imaginer des formes de vie SANS eau ?
    D'avance merci de vos retours

    -----

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  3. #2
    carracas

    Re : Vie extra-terrestre et eau liquide

    Bonjour a toi,

    Tu peux éventuellement trouver des bactérie dans la glace mais elles sont en " dormance", sous une forme de quasi-mort qui leur permet de resister a l'environnement hostile. Tu peux aussi toruver des extremophiles ( creatures vivant dans un environnement extrême ) pouvant vivre dans une eau sous 0° mais c'est exceptionnel ( l'eau reste liquide sous 0°C si elle est salée ).

    MAIS quand on parle " d'obligation" d'avoir de l'eau liquide c'est pour la création de la vie. Bien que le scenario de creation de la vie ne soit pas absolument certain, il est tout de même extrêmement probable que celle-ci ait eclos dans les océans primitifs de la terre, pres de sources leur apportant des nutriments ( black smokers ou white smokers ), tu ajoutes a cela que beaucoup de réactions biochimiques nécessite de l'eau ainsi que les caracteristiques particulieres de celle-ci ( tampon thermique, tampon Ph, densité spécifique,...), tu comprendras que l'eau liquide a joué un rôle essentiel a l'ecclosion de la vie.

    On imagine actuellement tres difficilement un scenario permettant l’arrivée de la vie sans eau liquide.

    Les experts du domaine vont probablement t'expliquer mieux ça que moi.

    Cordialement

  4. #3
    vanos

    Re : Vie extra-terrestre et eau liquide

    Citation Envoyé par carracas Voir le message

    MAIS quand on parle " d'obligation" d'avoir de l'eau liquide c'est pour la création de la vie. Bien que le scenario de creation de la vie ne soit pas absolument certain, il est tout de même extrêmement probable que celle-ci ait eclos dans les océans primitifs de la terre, pres de sources leur apportant des nutriments ( black smokers ou white smokers ), tu ajoutes a cela que beaucoup de réactions biochimiques nécessite de l'eau ainsi que les caracteristiques particulieres de celle-ci ( tampon thermique, tampon Ph, densité spécifique,...), tu comprendras que l'eau liquide a joué un rôle essentiel a l'ecclosion de la vie.
    Bonsoir,

    Ajoutons que pour avoir des réactions chimiques efficaces il faut un certain confinement pour que les molécules entre plus facilement en contact, le milieu liquide présente les meilleurs chances. Ce liquide doit être un solvant et l'eau avec ses caractéristiques si particulières est la solution idéale, tous les autres solvants et je dis bien tous, n'ont pas ces avantages.
    Il est "hautement improbable" qu'il en soit autrement, tout le monde sait ce en sciences ce que "hautement improbable" veut dire parce que il ne faut "jamais dire jamais".

    Amicalement.
    Connais toi toi-même (Devise de Socrate inspiré par Thalès)

  5. #4
    Geb

    Re : Vie extra-terrestre et eau liquide

    Bonsoir,

    J'en ai touché un mot (notamment à Jiav) dans une autre discussion :

    http://forums.futura-sciences.com/bi...-de-vie-3.html

    Alors comme je suis d'humeur paresseuse aujourd'hui, je vais bêtement recopier le tout ici.


    Je me base principalement sur des choses qui ont été tentées (et pas le contraire).

    Comme conditions fondamentales menant à la formation de la vie, je vois au moins un solvant en phase liquide et des macromolécules stables, structurellement flexibles et capables d'une grande réactivité chimique. Je détaille pourquoi plus loin. Ces deux caractéristiques ont dû permettre aux exobiologistes d'exclure tout un tas de conditions de température et de pression, non ? Même si je suis personnellement incapable de te dire exactement dans quelle mesure...

    En fait, la question est difficile et les études ne manquent pas à ce sujet. Je me suis assez bien documenté à ce sujet et je n'espérait seulement pas devoir développer trop le sujet pour ne pas paraître trop rébarbatif. D'autant que, en conclusion de tout ce travail de recherche, j'en suis arrivé à ne plus m'intéresser à ces "chimies biotiques alternatives".

    Si on veut étendre le concept de vie à d'autres éléments constitutifs, on ne peut que comparer de simples caractéristiques générales de la vie au sens large (à défaut de recréer en laboratoire une vie artificielle totalement différente, par exemple, à base de silicium) pour juger de la plausibilité des alternatives étudiées. C'est très fâcheux, puisqu'on a alors pas de certitudes que c'est possible.

    Une des caractéristiques fondamentales de la vie, qui pourrait être comparé, c'est sa complexité chimique : elle est constituée de molécules, des polymères joints par des liaisons covalentes. Dans les conditions terrestres, le carbone est le seul élément connu capable d'une telle complexité, versatilité. Aussi, comme je l'ai déjà dit, le carbone (et même les molécules organiques) est présent presque partout et en grande quantité relative dans la Galaxie.

    Les êtres vivants requièrent probablement un solvant sous forme liquide, ceci parce que les macromolécules doivent être non seulement stables, mais cependant capable d'une flexibilité dans leur structure ainsi que de présenté une réactivité chimique. Toutes ces caractéristiques sont favorisée par un solvant en phase liquide. L'ammoniac est souvent citée pour remplir ce rôle. En outre, l'azote est le cinquième élément le plus abondant dans la Galaxie. C'est donc que cette molécule pourrait couvrir la surface d'autres planètes ailleurs dans la Galaxie.

    L'ammoniac, comme l'eau, est capable de dissoudre de nombreux composés organiques. Elle n'est liquide qu'à basse température (par rapport à l'eau évidemment), ce qui ne favorise pas la réactivité chimique et c'est un composant nucléophile (attiré par les charges positives) plus agressif que l'eau. Comme l'oxygène détruit l'ammoniac, les formes de vie avec l'ammoniac comme solvant devraient utiliser des métabolismes anaérobies. L'oxygène pourrait peut-être être remplacée par des groupements NH. L'océan liquide de Titan serait une excellente opportunité a de tels organismes de ce développer, et pour nous, de les trouver (s'ils existent). Justement, jusqu'ici rien ne prouve qu'ils existent, malgré les anomalies géochimiques qu'ils auraient dû laisser dans l'atmosphère.

    Il y a d'autres composés polaires (acide sulfurique et formamide) qui ont été analysé en tant que solution de remplacement potentiel (dans des environnements sans eau), mais toujours sur les places inférieures du podium, c'est-à-dire à défaut de mieux (comme le couple eau/carbone).

    D'autres scientifiques ont émis l'hypothèse que les nuages d'acide sulfurique de Vénus (très pauvres en eau) pourraient être "habités" par des formes de vie utilisant l'acide sulfurique comme solvant. La zone 50 kilomètres au-dessus de la surface vénusienne est réputée être l'endroit le plus clément du système solaire après la surface terrestre, avec des températures (20°C à 60°C) et une pression (environ 1 bar) très similaires aux conditions terrestres. Dans le détail, il s'agirait d'une forme de vie équipée d'une coque en cyclo-S8 (une variété allotropique très stable du soufre et qui ne réagit pas avec l'acide sulfurique) pour se protéger à la fois de l'acide mais aussi du rayonnement UV intense. En outre, elle pourrait soit être phototrophique, soit se "nourrir" de soufre moléculaire.

    D'autres études se sont même désintéressées des composées polaires, et ont pensé au hydrocarbures non-polaires comme l'éthane ou le méthane sous prétexte qu'ils ne détruisent pas certaines molécules instables en présence d'eau. Cela dit, ce sont à nouveau ce qu'on appelle communément des cryosolvants, ce qui n'est pas recommandé pour favoriser les réactions chimiques.

    Du côté des remplaçants potentiels du carbone, la plus grande réactivité du silicium pourrait être un avantage dans les environnements froids. Le silicium peut former de longues chaînes sous ces formes appelées, silicones, silanes ou silicates. Parmi celles-ci, les silanes sont mieux considérés, simplement parce qu'ils représentent les analogues les plus proches des hydrocarbures à la base de la vie terrestre.

    Cependant, les silanes brûlent spontanément en présence d'oxygène pour former des silicate en libérant de l'hydrogène moléculaire. Donc, une biochimie basée sur le silane requiert un environnement vierge d'oxygène. L'affinité du silicium avec l'oxygène est si grande que lorsqu'il est placé dans l'eau, il sépare l'oxygène de l'eau. On a donc pensé au méthane ou à l'éthane (ou n'importe qu'elle composé contenant des groupes méthyle) pour la biochimie basée sur le silicium.

    On a aussi découvert que des polymères de silicium sont obtenus avec des énergies de liaisons comparables à celles des liaisons C-O si dans le cas du silicium, l'oxygène était remplacée par le soufre (soit Si-S). Des polymères de silicium avec de l'azote (Si-N) sont également obtenus. Dans des milieux pauvres en hydrogène, les halogènes comme le chlore ont été employés. Cependant, dans ce cas, les chaînes ne sont que linéaires. Encore une fois, comme je l'ai dit auparavant, le record est dans le meilleur des cas ridicule comparé au carbone : pas plus de 26 liaisons Si-Si consécutives ont été obtenues. Même en augmentant la stabilité avec des basses températures et des hautes pressions, la stabilité des silanes décroît beaucoup plus rapidement avec la longueur de la chaîne que les chaînes carbonées.

    Donc en résumé, pour les formes de vie potentielles basées sur le silicium, il faudrait vraisemblablement des environnements très spécifiques, avec très peu d'oxygène et d'eau, un solvant compatible comme l'éthane ou le méthane et au moins de basses températures, bien en dessous de 0°C (conjuguées idéalement à de hautes pressions).

    Il n'a pas échappé aux astronomes que (encore une fois) Titan remplit absolument tous ces critères. L'absence de formes de vie sur Titan (dans l'état actuel de nos connaissances) est pour moi le meilleur indice qu'une vie basée sur le silicium est, pour le moins, très improbable. D'autres scientifiques ont même suggéré que malgré les basses températures (favorables au silicium en terme de réactivité chimique), le carbone pourrait tout de même rivaliser avec le silicium pour formés les constituants d'une vie sur place. C'est exactement ce qui se passe sur Terre (en plus des conditions défavorables au silicium) : le silicium est plus de 100 fois plus abondants que le carbone dans la croute terrestre. Pourtant, il n'y a pas de formes de vie terrestres à base de silicium.

    Cordialement.
    Dernière modification par Geb ; 01/11/2012 à 20h16.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    vanos

    Re : Vie extra-terrestre et eau liquide

    Citation Envoyé par Geb Voir le message

    D'autres scientifiques ont même suggéré que malgré les basses températures (favorables au silicium en terme de réactivité chimique), le carbone pourrait tout de même rivaliser avec le silicium pour formés les constituants d'une vie sur place. C'est exactement ce qui se passe sur Terre (en plus des conditions défavorables au silicium) : le silicium est plus de 100 fois plus abondants que le carbone dans la croute terrestre. Pourtant, il n'y a pas de formes de vie terrestres à base de silicium.
    Pour aller dans le sens de ce très intéressant post de Geb, et pour "casser la baraque" du silicium et donner un exemple très matérialiste, le dioxyde de carbone (CO2) est un gaz soluble dans l'eau et le dioxyde de silicium (SiO2) est solide insoluble dans l'eau, c'est en fait du sable, comme différence on ne fait pas mieux.
    Quand on sait l'importance de CO2 dans le processus vital de la Vie basé sur le carbone, on voit mal le SiO2 jouer ce rôle dans une Vie basé sur le silicium.
    Connais toi toi-même (Devise de Socrate inspiré par Thalès)

  8. #6
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Vie extra-terrestre et eau liquide

    Citation Envoyé par vanos Voir le message
    le dioxyde de silicium (SiO2) est solide insoluble dans l'eau, c'est en fait du sable, comme différence on ne fait pas mieux.
    Dans le cadre d'une vie pas trop exotique (comme si le silicium ne l'etait pas assez), je suis d'accord avec toi.
    A haute pression cependant (P>12kbar), le systeme SiO2-H2O est au dela de son second point critique. Tu peux donc dissoudre autant de silice que tu veux dans un milieu aqueux, de 0% a 100% de silice.

    T-K
    If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)

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  10. #7
    vanos

    Re : Vie extra-terrestre et eau liquide

    Citation Envoyé par Tawahi-Kiwi Voir le message
    A haute pression cependant (P>12kbar), le systeme SiO2-H2O est au dela de son second point critique. Tu peux donc dissoudre autant de silice que tu veux dans un milieu aqueux, de 0% a 100% de silice.
    Oui, oui, d'accord, mais je vois très mal de telles conditions physico-chimiques à la surface de n'importe quelle exoplanète or je crois que ce débat parle de cette Vie là.
    Connais toi toi-même (Devise de Socrate inspiré par Thalès)

  11. #8
    Geb

    Re : Vie extra-terrestre et eau liquide

    Bonjour,

    J'ai trouvé un papier intéressant sur arXiv, qui concerne Neptune :

    Liquid Water Oceans in Ice Giants

    Dans le résumé (abstract) :

    [...] We investigate the likelihood of a liquid water ocean existing in the hydrogen-rich region between the cloud tops and deep interior. [...] We find that Neptune is both too warm (photospheric temperature too high) and too dry (mixing ratio of water in the deep interior too low) for liquid oceans to exist at present. [...] As Neptune cools, the probability of a liquid ocean increases. Extrasolar hot Neptunes, which presumably migrate inward toward their parent stars, cannot harbor liquid water oceans unless they have lost almost all of the hydrogen and helium from their deep interiors.
    Sans parler de silice, imaginons un instant une exoplanète géante gazeuse d'une taille similaire à Neptune.

    Dans le cas d'un océan d'eau dans les profondeurs de l'atmosphère d'une géante gazeuse, il n'en reste pas moins qu'il faut encore une source hydrothermale à l'origine d'un gradient de température et de pH, ainsi que des ions métalliques (Mo, W, etc...) et des catalyseurs minéraux (FeS, NiS, etc...) en suspension dans une eau acide. Tout cela pour rejoindre les prérequis de la théorie la plus plausible à mes yeux de l'origine de la vie sur Terre (ou ailleurs).

    Non seulement je ne sais pas comment les propriétés catalytiques seraient affectées par la pression, mais de plus, je doute que l'idée d'une espèce de socle océanique siège d'une activité hydrothermale (autrement dit de la roche chaude en contact avec l'eau) soit seulement possible dans le cas des géantes gazeuses.

    Cordialement.
    Dernière modification par Geb ; 02/11/2012 à 07h10.

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