Les scientifiques ont suggéré l'existence d'une membrane cellulaire constituée de petits composés organiques azotés et capable de fonctionner dans le méthane liquide à une température de 292 degrés en dessous de zéro. Leurs travaux ont été publiés le 27 février dans Science Advance, la chercheuse principale était Paulette Clancy, spécialiste de la dynamique moléculaire chimique, le premier auteur était James Stevenson, étudiant diplômé en génie chimique, et le co-auteur était Jonathan Lunin, directeur de le Centre Cornell pour la radiophysique et les sciences spatiales.
Lunin étudie les lunes de Saturne et faisait partie de l'équipe de scientifiques interdisciplinaires de la mission Cassini-Huygens qui a découvert des mers de méthane et d'éthane sur Titan. Intrigué par l'existence possible d'une vie basée sur le méthane sur Titan, Lunin a contacté il y a environ un an la faculté de Cornell pour l'aider à créer un modèle chimique. Clancy a accepté de l'aider.
« Nous ne sommes ni biologistes ni astronomes, mais nous avions les bons outils », explique Clancy. "Peut-être que cela a aidé parce que nous n'avions aucune idée préconçue sur ce qui devrait être dans la membrane et ce qui ne devrait pas l'être." Nous avons simplement travaillé avec des composés que nous connaissions et nous nous sommes demandé : si telle était notre palette, que pourrions-nous en faire ?
Voici à quoi ressemble un azotosome de 9 nanomètres
Sur Terre, la base de la vie est une membrane bicouche phospholipidique, une vésicule aqueuse solide et perméable qui retient la matière organique de chaque cellule. Une vésicule constituée d’une telle membrane est appelée liposome. De nombreux astronomes recherchent la vie extraterrestre dans des zones dites habitables, des bandes étroites autour du Soleil dans lesquelles de l'eau liquide peut exister. Mais que se passerait-il si les cellules n’étaient pas constituées d’eau, mais de méthane, dont le point de congélation est plus bas ?
Les ingénieurs ont appelé leur hypothétique membrane cellulaire « azotosome », à partir de l’azote. « Liposome » vient des mots grecs « lipos » et « soma », qui signifient corps liquide ; par analogie, azotosome signifie « corps azoté ».
L'azotosome est composé de molécules d'azote, de carbone et d'hydrogène connues pour exister dans les mers cryogéniques de Titan, mais présente la même stabilité et flexibilité que son homologue terrestre, le liposome. Cela a été une surprise pour des chimistes comme Clancy et Stevenson, qui n’avaient jamais pensé auparavant aux mécanismes de la stabilité cellulaire ; le plus souvent, ils sont engagés dans la recherche sur les semi-conducteurs.
Les ingénieurs ont utilisé une technique de dynamique moléculaire qui recherche des composants candidats à base de méthane susceptibles de s'auto-assembler en structures membranaires. Le composant le plus prometteur découvert est l'azotosome d'acrylonitrile, qui a montré une bonne stabilité, une bonne résistance à la dégradation et la flexibilité inhérente aux membranes phospholipidiques sur Terre. L'acrylonitrile, un composé organique liquide incolore et toxique utilisé dans la production de fibres acryliques, de résines et de matériaux thermoplastiques, est présent dans l'atmosphère de Titan.
Enchanté par la première preuve de son concept, Clancy a déclaré que la prochaine étape serait d'essayer de démontrer que ces cellules pouvaient vivre dans un environnement de méthane - ce qui serait analogue à la reproduction et au métabolisme de cellules sans oxygène à base de méthane.
Lunin espère avoir la possibilité à long terme de tester ces idées sur Titan lui-même, comme il le dit lui-même, « lorsque nous enverrons une sonde pour naviguer sur les mers de cette incroyable lune et tester directement les matières organiques ».
Stevenson dit qu'il a été en partie inspiré par le travail d'Isaac Asimov, qui a écrit un essai de 1962 sur le thème de la vie anhydre intitulé « Pas tel que nous le connaissons ».
En janvier, Alpina Nonfiction publiera Beyond Earth: Finding a New Home in the Solar System de la planétologue Amanda Hendricks et du journaliste scientifique Charles Wohlforth. Forbes Life y a trouvé une hypothèse très réaliste de ce à quoi pourrait ressembler la vie humaine sur Titan, la plus grande lune de Saturne, et publie un extrait du livre.
Un jour, les gens apprendront à vivre sur Titan, la plus grande lune de Saturne. Ils puiseront leur énergie dans des réserves illimitées de combustibles fossiles et leur oxygène dans l'eau gelée qui constitue la majeure partie de la masse de Titan. L’atmosphère d’azote, plus dense que celle de la Terre, protégera les humains du rayonnement cosmique et leur permettra de vivre dans des bâtiments non pressurisés et de se déplacer non pas dans des combinaisons spatiales, mais dans des vêtements et des respirateurs très chauds. Les gens monteront en bateau sur des lacs de méthane liquide et voleront comme des oiseaux dans une atmosphère froide et dense à l’aide d’ailes sur le dos.
Cela se produira parce qu’à un moment donné, le besoin s’en fera sentir. Aujourd’hui, le ciel froid et sombre de Titan est peu attrayant et incroyablement lointain. Nous n'avons pas encore la technologie nécessaire pour envoyer des gens sur Titan. Mais la technologie progresse et les perspectives pour la Terre se détériorent. Autrefois, les êtres humains parcouraient déjà des distances inconnues et dangereuses lorsque la vie dans un lieu familier devenait insupportable. Si les habitants de la Terre ne commencent pas à se comporter différemment, alors le nouveau monde sur Titan, exempt de guerres et de catastrophes climatiques, pourrait devenir attrayant pour les colons.
La construction d’une colonie spatiale autonome est encore loin de nous dans plusieurs décennies et étapes technologiques. Mais de nombreux scientifiques et ingénieurs y réfléchissent déjà, parce que l'aventure est le genre d'aventure qu'ils ont choisi de poursuivre dans leur métier, et parce que la création d'une colonie soulève des questions pressantes sur la technologie, l'exploration et l'industrie spatiale d'aujourd'hui. En effet, l’objectif de déplacer les humains vers une autre planète est la meilleure justification du programme américain de vols spatiaux habités.
Pourquoi Titane ?
L'eau sous forme liquide et solide se trouve en abondance loin du Soleil. Les profondeurs des lunes de Saturne et de Jupiter contiennent des roches, mais l'eau représente une proportion beaucoup plus importante de leur volume que celle des planètes intérieures. Par exemple, Titan est plus grand que Mercure, son rayon est 50 % supérieur à celui de la Lune, mais sa densité est inférieure et sa gravité est donc plus faible - après tout, l'eau est moins dense que la pierre et le métal.
Dans le système solaire, seul Titan est littéralement jonché de combustibles que nous pourrions extraire et brûler à l’aide de technologies à peine plus sophistiquées que les fournaises à gaz que l’on trouve dans les maisons américaines typiques. Le gaz naturel terrestre est principalement constitué de méthane, comme les lacs et les mers de Titan. Les dunes côtières de Titan sont également riches en hydrocarbures, principalement constitués de composés organiques plus lourds et plus complexes appelés hydrocarbures aromatiques polycycliques. Compte tenu de l’usine d’hydrocarbures atmosphériques de Titan et des basses températures, tout cela est logique.
Grâce aux centrales électriques de Titan alimentées par des hydrocarbures, les colons pourraient construire de grandes serres éclairées, y cultiver de la nourriture et reconvertir le dioxyde de carbone libéré lors de la combustion en oxygène. Presque tout pourrait être fabriqué à partir de plastique d’origine locale. Pour extraire les métaux et autres éléments lourds nécessaires à la production de nutriments et d’électronique, une colonie pourrait exploiter des astéroïdes à l’aide de vaisseaux spatiaux. Avec une énergie illimitée et un accès aux ressources, les colons pourraient éventuellement construire des maisons le long des rives des lacs, y naviguer en bateau et voler en avion privé.
Comment notre vie sera-t-elle structurée ?
De nombreux scientifiques ont imaginé ce que serait la vie sur Titan, car cela semble si simple. Ralph Lorenz du laboratoire de physique appliquée de l'université Johns Hopkins a écrit quelques livres sur Titan. Il proposait diverses missions de recherche, notamment un navire semblable à une bouée et un certain nombre de stations météorologiques. Lorsque nous lui avons parlé, il a parlé du sous-marin. "N'importe quel véhicule terrestre pourrait être utilisé de manière significative quelque part sur Titan", a déclaré Ralph.
Sur Titan, les gens peuvent survivre sans combinaison spatiale
Lorenz note que sur Titan, les gens peuvent survivre sans combinaison spatiale, en se déplaçant chaleureusement et en portant des masques à oxygène, et en vivant dans des bâtiments non pressurisés. Il n'est pas difficile de s'imaginer dans l'étrange paysage orange de Titan, debout sur un sol humide et meuble comme celui découvert par la sonde Huygens, avec des cailloux de glace dure éparpillés un peu partout. La température y est d'environ –180 °C, mais des vêtements dotés d'une isolation thermique épaisse ou d'éléments chauffants seraient confortables. Si vos vêtements se déchirent, cela ne vous tuera pas, l'essentiel est de rester au chaud. Il n’est pas nécessaire d’avoir une combinaison pressurisée volumineuse comme celles que portent les astronautes sur la Lune ou dans le vide de l’espace.
Les logements sur Titan pourraient être construits comme ceux des régions polaires de la Terre, en utilisant une isolation étanche à l'air et des pieux pour empêcher la glace et les hydrocarbures gelés sur lesquels ils reposent de fondre. De simples doubles portes garderont l’oxygène à l’intérieur. Si votre maison fuit, elle doit être réparée, mais cela ne constitue pas une menace immédiate. Vous pouvez résoudre le problème avant une réparation appropriée avec un morceau de ruban isolant. Les hydrocarbures omniprésents contiennent de nombreux cancérigènes, il est donc important de nettoyer et d'enlever les vêtements d'extérieur lorsque vous entrez dans votre maison.
Titan et l'Antarctique présentent certaines similitudes. Pour survivre dans ces endroits, il faut utiliser activement la technologie, et surtout le chauffage. Les fournitures doivent être transportées ici et là. Pour rester éternellement dans un tel endroit sans soutien extérieur, il faudrait une source d’énergie et une production alimentaire à l’intérieur. L’Antarctique est probablement riche en combustibles fossiles, mais pour y parvenir, il faudra percer une épaisse glace. Sur Titan, le carburant se trouve directement à la surface, mais l'oxygène devra être extrait des profondeurs. Dans les deux cas, pour sortir, il faut s’habiller convenablement. Les températures sur Titan sont beaucoup plus basses, mais le temps y est plus calme.
La principale différence entre l’Antarctique et Titan est que dans l’Antarctique, vous pouvez respirer l’air atmosphérique. L'atmosphère terrestre est composée de près de 80 % d'azote et de 20 % d'oxygène. L'atmosphère de Titan est composée à 95 % d'azote et à 5 % de méthane. Nous ne pouvons pas vivre sans oxygène, mais l’air de Titan n’est pas pour nous un poison instantané. Il contient suffisamment de cyanure pour provoquer de sérieux maux de tête, et l'azote entraînera le type de narcose familière aux plongeurs : un état réversible semblable à l'ivresse. Si votre appareil respiratoire tombe en panne, vous perdrez connaissance en une minute, mais vous pourrez être ramené à la vie si vous avez accès à l'oxygène à temps.
Il est facile de voler dans le faible champ gravitationnel de Titan
La pression de l'atmosphère de Titan est 50 % plus élevée que sur Terre. Cette atmosphère est largement suffisante pour protéger contre les radiations et les micrométéorites. En raison du froid, l’air est également quatre fois plus dense que sur Terre. Cela conduit à deux effets secondaires intéressants. Le premier est un temps stable qui change lentement. Deuxièmement, il est facile de voler dans le faible champ gravitationnel de Titan.
La gravité de Titan ne représente que 14 % de celle de la Terre, encore moins que celle de la Lune (17 %) (Titan est beaucoup plus grand que la Lune, mais la Lune contient plus de roches, dont la masse génère une gravité plus forte que l'eau dont Titan est principalement constitué). Dans la faible gravité de la Lune, les astronautes d'Apollo se déplaçaient en sautillant au ralenti, comme des ballons rebondissant sur le sol. Sur Titan, avec une gravité encore plus faible, ils seraient en outre soutenus par une atmosphère dense ; dans une combinaison avec des ailes, ils pouvaient facilement planer sur des distances considérables.
Il n'y aura pas de retour en arrière
Le corps humain s’adaptera probablement à Titan d’une manière qui rendra difficile le retour sur Terre.
Nos corps sont déterminés par la gravité. Les os des coureurs sont renforcés par la force avec laquelle leurs pieds heurtent le sol. Un patient confiné pendant une longue période dans un lit d'hôpital perd du tonus musculaire et devient parfois si faible qu'il ne peut plus se tenir debout. La NASA a compris comment entraîner les astronautes de l'ISS à maintenir leur masse musculaire et leur densité osseuse pendant un séjour de six mois en apesanteur, mais cela nécessite de passer deux heures par jour sur un équipement d'entraînement spécial. La plupart des colons de Titan ne suivront probablement pas une routine d'entraînement meilleure qu'un habitant de la Terre typique avec un abonnement à une salle de sport inutilisé. Avec le temps, ils deviendront probablement trop faibles pour vivre sur Terre.
Les colons dépendront également de l’éclairage artificiel. Quiconque a vécu sous des latitudes septentrionales sait que la lumière et l’obscurité naturelles régulent la vie, affectant l’humeur et les performances, tant à l’intérieur qu’à l’extérieur. Aux pôles, le soleil brille tout l'été, mais il fait nuit tout l'hiver. Seuls les chercheurs vivent aux pôles, mais les habitants des régions du nord, situées au sud du pôle, doivent encore s'adapter aux changements de lumière, physiquement et grâce à la technologie. Les peuples autochtones ont attendu la fin de l’hiver en obtenant de la vitamine D provenant d’aliments comme la graisse des mammifères marins, que les habitants des climats tempérés obtiennent du soleil. En été, les peuples du Nord deviennent énergiques et passent de longues journées ensoleillées à stocker de la nourriture.
Les habitants modernes des zones climatiques polaires maintiennent le cycle quotidien de sommeil et d’éveil grâce à un éclairage artificiel. Ils consomment des aliments transformés contenant de la vitamine D (mais souvent en quantité insuffisante). Sans un cycle circadien régulé et des quantités adéquates de lumière vive et de vitamine D, de nombreuses personnes deviennent déprimées et souffrent du blues saisonnier qui commence avec le déclin de la lumière naturelle à l’automne.
Les cycles naturels de lumière et d’obscurité seront complètement inhabituels
Sur Titan, un éclairage intérieur et une alimentation adéquate seront une nécessité tout au long de l’année. Les cycles naturels de lumière et d’obscurité seront totalement inconnus. Étant un satellite de Saturne, Titan fait toujours face à lui du même côté. Cependant, l’atmosphère orange rend probablement difficile la vision des étoiles et des planètes. (En tout cas, Titan est dans le plan des anneaux de Saturne, donc ils ne seraient pas visibles.) La colonie serait sans aucun doute construite sur le côté de Titan faisant face à Saturne ; à cet endroit, la lumière réfléchie par Saturne maintient probablement un faible éclairage tout au long de la journée, sauf lorsque Titan est dans l'ombre de Saturne. Une journée dure 16 jours terrestres, donc pendant quelques semaines la lumière sera légèrement renforcée par le Soleil, et les deux semaines suivantes seront plus sombres. Une année sur Titan équivaut à 29 années terrestres, chacune des quatre saisons dure donc environ 7,5 ans. Cassini a exploré Titan pendant près de la moitié de l'année locale, en commençant en été près de l'hémisphère sud ; Alors que l’été commence dans l’hémisphère nord, nous commençons tout juste à comprendre les effets des saisons sur la météo.
Il y a encore beaucoup de choses que nous ignorons sur Titan, mais nous savons que si nous y arrivions, nous pourrions y vivre.
Lorsque les scientifiques évoquent la possibilité d’une vie au-delà de la Terre, ils se concentrent généralement sur les planètes et les satellites qui présentent au moins trois conditions propices à la formation potentielle d’organismes vivants, à savoir la chaleur, une atmosphère habitable et l’eau.
Titan, la plus grande lune de Saturne, est un endroit vraiment unique. Sa pression atmosphérique est similaire à celle de la Terre, l'atmosphère est riche en azote (l'atmosphère de notre planète contient plus de 78% d'azote). Titan est le seul endroit du système solaire (à l’exception de la Terre, bien sûr) où il pleut et où se forment du brouillard.
De plus, Titan possède des mers, des lacs et des rivières, mais ils contiennent tous du méthane liquide et de l'éthane au lieu de l'eau.
La possibilité de l'existence de la vie sur Titan est discutée depuis longtemps par les scientifiques. De nombreux chercheurs pensaient que cela était impossible, car Titan est très éloigné du Soleil et à cause de cela, il y fait trop froid. De plus, en plus de l’azote, l’atmosphère du satellite est également riche en méthane toxique, et il n’y a pas d’eau du tout sur Titan. C’est pourquoi il était auparavant considéré comme un lieu peu propice à l’origine de la vie.
Cependant, les dernières recherches d'une équipe de scientifiques dirigée par David Shalloway de l'Université Cornell montrent que la vie sur Titan aurait pu se former en l'absence d'eau liquide, publiées dans le dernier numéro de la revue PNAS.
« Nous sommes habitués aux conditions terrestres. Nos activités scientifiques se déroulent à température ambiante et dans des conditions « de serre ». Titan est une affaire complètement différente », déclare le co-auteur Martin Rahm de l'Université Cornell.
Les scientifiques ont examiné la composition chimique de la lune de Saturne et sont arrivés à la conclusion que l'acide cyanhydrique (ou cyanure d'hydrogène - sa formule HCN) présent sur Titan pourrait créer des conditions propices à l'émergence de la vie. L'acide cyanhydrique est toxique pour l'homme. Cette substance est contenue dans la fumée de tabac, le gaz de cokerie et est libérée lors de la décomposition du polyuréthane. Cependant, même dans notre corps, l'acide cyanhydrique peut remplir des fonctions utiles - par exemple, il est produit par les neurones pour améliorer l'efficacité de la transmission de l'influx nerveux, de plus, il est sécrété par les leucocytes et favorise la mort des micro-organismes nuisibles.
Suite aux réactions chimiques se produisant sur Titan, les molécules d'acide cyanhydrique HCN contribuent à la formation de polymères, notamment de polyimines. Les polyimines sont capables d'absorber une large gamme de rayons lumineux, ce qui permet d'absorber même la petite quantité de lumière solaire qui pénètre dans l'atmosphère de Titan. De plus, les polyimines peuvent devenir la base de la formation d'acides aminés et d'acides nucléiques (base des protéines et de l'ADN). "Les molécules organiques, les lacs et les mers liquides (le méthane, pas l'eau), ainsi qu'une certaine quantité d'énergie solaire atteignant la surface - tout cela suggère la possibilité de la formation d'un environnement dans lequel une sorte de forme de vie exotique pourrait se former", explique l'un des auteurs de l'ouvrage, Jonathan Lanin.
"Les polyimines peuvent exister dans diverses structures et remplir de nombreuses fonctions même à basse température, et notamment dans les conditions de Titan", commente Martin Ram. « Les polyimines peuvent prendre la forme d'un morceau de papier », ajoute Jonathan Lanin.
«Comme les briques, elles peuvent servir de base catalytique pour le passage des réactions chimiques primaires. Nous avons également constaté que les polyimines absorbent la lumière là où l'atmosphère de Titan est plus transparente. Cette lumière peut servir de source d’énergie pour les réactions. »
Les auteurs des travaux ont utilisé les données obtenues lors de la mission Cassini-Huygens. Cet appareil, créé par la NASA en collaboration avec les agences spatiales européenne et italienne, a été lancé le 15 octobre 1997. Son objectif est d'étudier Saturne, ses lunes et ses anneaux. Le 14 janvier 2005, Cassini-Huygens entra dans l'atmosphère de Titan. La mission était initialement prévue jusqu'en 2008, mais a finalement été prolongée jusqu'en 2017.
Les résultats de l'analyse des échantillons collectés par le vaisseau spatial ont permis aux scientifiques de réaliser des simulations informatiques des processus, au cours desquelles il s'est avéré que la polyimine pouvait effectivement servir de « point de départ » sur le chemin menant à l'origine de la vie. De plus, les scientifiques savent que le « précurseur » de la polyimine, l’acide cyanhydrique, pourrait jouer un rôle important dans les processus d’origine de la vie sur notre planète. Les résultats de ce travail ont été publié dans la revue Nature Chemistry en 2015.
Les auteurs de l’ouvrage soulignent que leurs conclusions sont purement théoriques et qu’aucune preuve directe n’a été trouvée à la surface de Titan que la vie ait jamais existé sur ce satellite de Saturne, même sous une forme exotique, contrairement à celle de la Terre.
Cependant, les scientifiques s'accordent toujours sur le fait que le méthane peut, dans un certain sens, remplacer l'eau et contribuer à l'émergence de certaines formes d'organismes vivants : par exemple, dans une récente interview à Gazeta.Ru, Igor Mitrofanov, chef du département de planétologie nucléaire à l'IKI RAS : « Si nous ne trouvons rien sur la Lune et sur Mars, alors le prochain endroit où nous devons chercher la vie est dans les océans de ces satellites (nous parlons d'Encelade et d'Europe - les satellites de Saturne et Jupiter. - Gazeta.Ru), ou recherchez des formes de vie, basées non pas sur l'eau, mais, par exemple, sur le méthane liquide.
"Hollywood devrait bricoler des extraterrestres comme celui-ci", explique le Dr William Baines, "vous dirigez un faisceau laser dessus et il bout, puis s'enflamme, et les fumées empoisonnent tout le monde dans la zone. Même son haleine légère aura une odeur incroyablement terrible. Mais je suppose que c'est ce qui le rend encore plus intéressant. Ne serait-il pas triste si toutes les créatures que nous trouvons dans la galaxie étaient exactement comme nous, seulement bleues et avec une queue ?
Les recherches de Baines suggèrent les défis auxquels nous pourrions être confrontés – au-delà de la culture – si jamais nous rencontrions une vie extraterrestre. Il peut y avoir des effets néfastes involontaires sur une ou sur les deux espèces.
Baines essaie de comprendre à quel point la chimie de la vie peut être extrême. La vie sur Titan, la plus grande lune de Saturne, présente l'un des scénarios les plus inhabituels à explorer. Grâce aux images prises par le programme spatial Cassini/Huygens, Titan pourrait ressembler à la Terre, et même être hospitalière. Mais son atmosphère est un épais smog orange glacial. Situé à une distance dix fois plus éloignée du Soleil, c'est un endroit assez frais avec des températures de -180 degrés Celsius. L’eau y est constamment glacée et les seuls liquides disponibles sont le méthane et l’éthane.
Ainsi, au lieu que la vie dépende de l’eau, la vie sur Titan pourrait être basée sur le méthane.
Le liquide est nécessaire à la vie ; même une plante vivant dans le désert le plus sec de la Terre a besoin d’eau pour son métabolisme. Ainsi, si la vie existait sur Titan, il faudrait qu’elle ait du sang à base de méthane liquide, et non d’eau. Cela signifie que toute sa composition chimique doit être complètement différente. Les molécules doivent être constituées d'une plus grande variété d'éléments que dans notre cas, mais leur taille peut être plus petite. Et plus de réactions chimiques, dit Baines.
La vie terrestre est basée sur environ 700 molécules, mais pour trouver ces mêmes 700, il faut probablement être capable d'en produire 10 millions ou plus. La question n’est pas de savoir combien de molécules peuvent être produites, mais s’il est possible d’obtenir la composition même nécessaire au bon déroulement du métabolisme.
Baines compare le processus à la recherche de morceaux de bois dans un parc à bois pour fabriquer une table.
« En théorie, vous n'en avez besoin que de cinq », explique Baines, « mais votre entrepôt est peut-être plein de rebuts et vous ne trouvez jamais ces cinq pièces qui s'emboîtent. Par conséquent, il est nécessaire de pouvoir créer plus de molécules que ce qui est réellement nécessaire. Ainsi, les produits chimiques à 6 atomes de Titan devraient inclure des types de liaisons plus diversifiés et éventuellement des éléments plus diversifiés, notamment du soufre et du phosphore sous des formes différentes et plus instables (pour nous), ainsi que d’autres éléments tels que le silicium.
L’énergie est un autre facteur influençant le type de vie qui pourrait se développer sur Titan. Étant donné que l'intensité de la lumière solaire à la surface de Titan est dix fois inférieure à celle de la Terre, il est évident que l'énergie y est rare.
Un mouvement ou une croissance rapide nécessite de grandes quantités d'énergie, donc des organismes ressemblant à des lichens à croissance lente sont théoriquement possibles, mais les vélociraptors sont probablement exclus.
Quelle que soit la vie sur Titan, nous savons au moins que nous ne verrons pas Jurassic Park.
Ou de l'eau.
Certains modèles montrent que Titan peut supporter l'existence de membranes semi-perméables « inversées » à base d'acrylonitrile dans un mélange méthane-éthane liquide non polaire à sa surface, cependant, dans des conditions dans lesquelles le mélange méthane-éthane existe à l'état liquide. , toutes les molécules plus grosses et plus polaires que l'acrylonitrile cristallisent inévitablement - en raison de la force de liaison beaucoup plus grande entre les molécules polaires (le fractionnement des hydrocarbures et la précipitation alcoolique des acides nucléiques sont basés sur ce principe). Dans le même temps, des processus chimiques complexes d'échange sélectif et d'accumulation d'un certain nombre de substances sont observés dans cet environnement, qui fait l'objet de nombreuses discussions au sein de la communauté scientifique planétaire, notamment à la NASA. L'atmosphère de Titan est dense, chimiquement active et riche en composés organiques ; Ces faits ont incité les scientifiques à émettre des hypothèses supplémentaires sur la présence de vie ou sur les conditions préalables à la vie, en particulier dans les couches supérieures de l'atmosphère. Son atmosphère contient également de l'hydrogène, et le méthane peut se combiner avec certains de ses composés organiques (comme l'acétylène) pour produire de l'énergie et développer la vie.
Température dans le passé
Dans les années 1970, les astronomes ont découvert des niveaux étonnamment élevés d’émissions infrarouges de Titan. Une explication possible à cela était que la surface de Titan était plus chaude que prévu en raison de l'effet de serre. Certaines estimations des températures de surface se rapprochent même des températures des régions froides de la Terre. Il y avait cependant une autre explication possible au rayonnement infrarouge : la surface était très froide, mais la haute atmosphère était réchauffée par l’absorption de la lumière ultraviolette par des molécules d’éthane, d’éthylène et d’acétylène.
Température dans le futur
Titan pourrait devenir considérablement plus chaud à l’avenir. Dans six milliards d’années, lorsque le Soleil deviendra une géante rouge, la température de surface de Titan pourrait atteindre 200 K (-70°C) [ ], ce qui est suffisant pour l'existence d'un océan stable de mélange eau-ammoniac à sa surface. Ces conditions peuvent créer un environnement agréable pour les formes de vie exotiques et persisteront pendant plusieurs centaines de millions d'années. Ce temps est suffisant pour l'émergence d'une vie relativement simple.
Absence d'eau liquide à la surface du satellite
L'absence apparente d'eau liquide à la surface de Titan a été citée par la NASA comme un argument contre la vie sur la Lune. Selon l'agence, l'eau est importante non seulement en tant que « solvant pour la vie telle que nous la connaissons », mais aussi parce qu'elle est « particulièrement adaptée pour favoriser l'auto-organisation de la matière organique ».
Formation de molécules complexes
Possibilité de vivre sous la surface
La modélisation a conduit à proposer qu'il existe suffisamment de matière organique sur Titan pour permettre le début d'une évolution chimique, similaire à celle qui aurait commencé sur Terre. Bien que l’analogie suggère la présence d’eau liquide pendant des périodes plus longues que celles observées actuellement, plusieurs théories suggèrent que l’eau liquide résultant du phénomène pourrait être stockée dans la couche isolante gelée. L’échange de chaleur entre les couches interne et supérieure sera essentiel à la survie de tout groupe de vie. La détection de la vie microbienne sur Titan dépendra largement de ces facteurs biogéniques.
De plus, il a été noté que des océans liquides d’ammoniac ou même d’eau peuvent exister profondément sous la surface. La puissante action de marée de Saturne peut provoquer un réchauffement du noyau et maintenir une température suffisamment élevée pour que l'eau liquide existe. Une comparaison des images Cassini de 2005 et 2007 a montré que les caractéristiques du paysage s'étaient déplacées d'environ 30 km. Puisque Titan fait toujours face à Saturne d'un côté, un tel déplacement peut s'expliquer par le fait que la croûte glacée est séparée de la masse principale du satellite par une couche liquide globale.
On suppose que l'eau contient une quantité importante d'ammoniac (environ 10 %), qui agit sur l'eau comme antigel, c'est-à-dire qu'elle abaisse son point de congélation. Combiné à la haute pression exercée par la croûte du satellite, cela pourrait constituer une condition supplémentaire à l'existence d'un océan souterrain.
Selon les données publiées fin juin 2012 et collectées précédemment par la sonde Cassini, sous la surface de Titan (à une profondeur d'environ 100 km), il devrait en réalité se trouver un océan composé d'eau avec éventuellement une petite quantité de sels. Dans une nouvelle étude publiée en 2014 et basée sur une carte gravitationnelle de la lune construite à partir des données collectées par Cassini, les scientifiques ont suggéré que le liquide présent dans l'océan de la lune de Saturne se caractérise par une densité accrue et une salinité extrême. Très probablement, il s'agit d'une saumure contenant des sels contenant du sodium, du potassium et du soufre. De plus, dans différentes zones du satellite, la profondeur de l'océan varie - à certains endroits, l'eau gèle, formant de l'intérieur une croûte de glace qui recouvre l'océan, et la couche de liquide à ces endroits ne communique pratiquement pas avec la surface de Titan. La salinité intense de l’océan souterrain rend presque impossible la vie.
Habitat dans les lacs liquides
Il a également été suggéré que la vie pourrait exister dans le méthane et l'éthane liquides à la surface de Titan, qui prennent la forme de rivières et de lacs, tout comme les organismes sur Terre vivent dans l'eau. De telles créatures utiliseraient du H2 au lieu de l’O2, réagiraient avec de l’acétylène au lieu du glucose et produiraient du méthane plutôt que du dioxyde de carbone.
Solvants
Il y a un débat sur l'efficacité du méthane comme solvant pour la vie par rapport à l'eau : l'eau est un solvant plus puissant que le méthane, lui permettant de transporter plus facilement la substance dans une cellule, mais la moindre réactivité chimique du méthane lui permet de former plus facilement de grandes structures telles que les protéines et autres.
Une autre possibilité est que les organismes vivant dans le méthane ou l’éthane liquide puissent utiliser différents composés comme solvants. Par exemple, la phosphine (PH 3) et les composés simples de phosphore et d'hydrogène. Comme l’eau et l’ammoniac, la phosphine a une polarité, mais elle existe sous forme liquide à des températures plus basses que l’ammoniac ou l’eau. Dans l’éthane liquide, la phosphine apparaît sous forme de gouttelettes individuelles, ce qui signifie que les structures cellulaires pourraient exister sans membranes cellulaires.
Résultats de recherche
Panspermie
Des explications alternatives ont été proposées pour l'existence hypothétique de la vie sur Titan : si la vie existe sur Titan, il serait statistiquement probable qu'elle provienne de la Terre ou d'une autre planète et soit apparue indépendamment grâce à un processus connu sous le nom de panspermie. Il a été suggéré que des astéroïdes et des comètes auraient pu y introduire la vie. Mais d’un autre côté, toute créature vivante piégée dans les lacs d’hydrocarbures cryogéniques de Titan devrait s’adapter à des conditions de vie aussi complexes, ce qui est hautement improbable.
voir également
Remarques
- Le Kraken vit-il dans la mer du Kraken ? Quelles formes de vie pourrions-nous trouver sur Titan ? (indéfini)