Les planètes en boule de neige peuvent-elles soutenir la vie?

Concept d'artiste d'une planète boule de neige, avec sa surface complètement ou presque complètement recouverte de glace. Image via NASA / AGU / GeoSpace.

Lorsqu'il s'agit de rechercher la vie en dehors du système solaire - du moins la vie telle que nous la connaissons -, l'accent est mis sur les exoplanètes qui ne sont ni trop chaudes ni trop froides. Les planètes rocheuses situées dans la zone habitable de leur étoile ont de meilleures chances d'avoir de l'eau à la surface. Jusqu'à présent, on pensait que des mondes similaires recouverts de glace seraient probablement trop froids pour la vie. Mais de nouvelles recherches suggèrent que cela n’est peut-être pas toujours le cas et que certaines de ces planètes pourraient avoir des terres habitables.

Les nouveaux résultats examinés par des pairs ont été publiés dans le Journal of Geophysical Research Planets du 18 juillet 2019.

L'étude porte sur des planètes en boule de neige - des planètes rocheuses comme la Terre dont les océans sont gelés - que les scientifiques pensaient probablement trop froides pour la vie. De tels mondes n'auraient pas d'eau liquide à leur surface, seulement de la glace et peu ou pas de terres.

Mais la nouvelle recherche révèle que la situation n’est peut-être pas toujours aussi grave, comme le disait Adiv Paradise, astronome et physicien à l’Université de Toronto:

Vous avez ces planètes que, traditionnellement, vous pourriez considérer non habitables, ce qui suggère qu’elles peuvent l'être.

Selon la nouvelle étude, certaines planètes en boule de neige pourraient encore avoir des terres et de l’eau autour de leurs équateurs. Image via Gfycat.

Les résultats suggèrent que certaines planètes-boules de neige pourraient encore avoir des terres proches de leurs équateurs, les températures dans ces régions étant suffisamment chaudes pour les rendre plus habitables. Les chercheurs ont utilisé un programme informatique pour simuler différentes variables climatiques, en tenant compte de conditions telles que la quantité de lumière solaire disponible et la configuration des terres.

Selon ces scientifiques, le dioxyde de carbone est l'une des variables clés. Comme nous le savons des études sur le changement climatique, le dioxyde de carbone est un excellent moyen de piéger la chaleur dans l'atmosphère d'une planète. Quand il y en a assez, une planète peut rester assez chaude pour avoir de l'eau liquide. Mais s'il y a trop peu de ce gaz, une planète gèlera. Mars est un bon exemple. son atmosphère est principalement composée de dioxyde de carbone, mais l'atmosphère elle-même est trop mince pour retenir beaucoup de chaleur. Alors maintenant, la planète est froide et sèche.

On pense que les planètes en boule de neige se forment lorsque le niveau de dioxyde de carbone dans leur atmosphère devient trop faible en raison des précipitations et de l'érosion. L'eau des précipitations absorbe le dioxyde de carbone, le convertissant en acide carbonique. Cet acide réagit avec les roches, décomposant encore plus l'acide carbonique. Il se lie ensuite aux minéraux, qui sont transportés dans les océans et stockés dans les fonds marins.

Graphique illustrant la relation entre le dioxyde de carbone produit par l'activité volcanique et le dioxyde de carbone extrait des précipitations et l'érosion sous les climats tempéré et en boule de neige. Les planètes peuvent rester bloquées dans un état de boule de neige lorsque l'activité volcanique et les taux d'intempéries s'équilibrent. Image via AGU / GeoSpace.

Lorsque tout ou partie du dioxyde de carbone est éliminé de l'atmosphère, la planète gèle, se transformant en une planète en boule de neige. Ces planètes seraient maintenant complètement froides et stériles à leur surface, pas le meilleur endroit pour que la vie puisse évoluer.

Mais si la nouvelle étude est correcte, il y a de bonnes nouvelles.

Les scientifiques avaient pensé que l'élimination du dioxyde de carbone était arrêtée pendant la phase de boule de neige, car toute l'eau de surface serait gelée. Cependant, les résultats indiquent que certaines planètes en boule de neige continueront à perdre du dioxyde de carbone après leur gel. Pourquoi est-ce bien? Cela signifie que ces planètes auraient encore besoin d'un sol non gelé et de précipitations occasionnelles pour que l'eau puisse continuer à éliminer le dioxyde de carbone de l'atmosphère.

Les chercheurs ont découvert que les terres situées au centre des continents, loin des océans gelés, pouvaient rester suffisamment chaudes pour permettre la production d’eau liquide. Les températures dans ces régions pourraient atteindre plus de 10 degrés Celsius (50 degrés Fahrenheit). La température la plus basse que la vie telle que nous la connaissons puisse se reproduire est de moins 4 degrés Fahrenheit (moins 20 degrés Celsius).

Une autre question est si une planète devient une planète boule de neige, reste-t-il toujours ainsi? Ou peut-il changer à nouveau? Les scientifiques ont émis l'hypothèse que généralement, une planète sortirait de la phase de boule de neige si du dioxyde de carbone supplémentaire était libéré par les volcans. On pense que la Terre elle-même a traversé ses propres phases planétaires en boule de neige.

Cela pourrait ne pas toujours être vrai, cependant, selon la nouvelle étude. Dans certaines conditions, une planète peut rester bloquée dans un état de boule de neige. Si suffisamment de dioxyde de carbone continuait à être éliminé de l'atmosphère par les intempéries, cela pourrait équilibrer le dioxyde de carbone émis par les volcans. En conséquence, la planète ne serait jamais complètement dégelée.

Les scientifiques pensent que la Terre elle-même a traversé au moins une à trois phases de la planète boule de neige au cours de son existence. Le concept de cet artiste le représente il y a 720 millions d'années. Image via Mikkel Juul Jensen / Spl / Cosmos / CNRS News.

Une des conséquences majeures de ces découvertes est que la ligne de démarcation entre ce que nous considérons comme une planète habitable et une planète non habitable peut être beaucoup moins nette qu’on ne le pensait. Comme Paradise l'a noté:

Ce que nous trouvons, c’est que cette ligne est un peu floue.

Il y a aussi une autre possibilité à considérer. Et si une planète avait un océan gelé à la surface mais toujours liquide en dessous? Il n'y a pas de telles planètes dans notre système solaire, mais il y a des lunes. Europa et Enceladus en particulier, dont les océans sont recouverts d’une croûte de glace. Plus nous en apprenons davantage sur eux, plus il semble qu’ils soient effectivement capables de soutenir la vie. Les deux océans semblent avoir la même composition que les océans de la Terre et suffisamment de chaleur, d’énergie et de nutriments chimiques. Nous ne savons pas encore s’il ya de la vie à ces deux endroits, mais les perspectives sont prometteuses.

Nous ne savons pas combien il existe de planètes en boules de neige, mais nous savons déjà que des planètes rocheuses de la taille de la Terre et de grande taille semblent être courantes dans notre galaxie, d'après les découvertes du télescope spatial Kepler et d'autres télescopes. Cela en soi est prometteur dans la recherche de la vie ailleurs. Et maintenant, les résultats de cette nouvelle étude montrent comment, même si certaines de ces planètes sont très froides, elles pourraient encore être potentiellement habitables.

En bout de ligne: de nouvelles recherches montrent que certaines planètes en boule de neige gelées peuvent encore être capables de supporter la vie.

Source: Ballons de neige habitables: conditions de terrain tempérées, eau liquide et conséquences pour l’altération du CO2

Via GeoSpace