La question de savoir comment la vie a commencé sur Terre a toujours suscité un vif intérêt pour les scientifiques. Mais tout aussi importante que la façon dont la vie a émergé est la question de savoir quand elle a émergé. En plus de discerner comment les éléments non vivants se sont réunis pour former les premiers organismes vivants (un processus connu sous le nom d'abiogenèse), les scientifiques ont également cherché à déterminer quand les premiers organismes vivants sont apparus sur Terre.
Dans une nouvelle étude réalisée par une équipe de chercheurs canadiens, la question de savoir quand la vie a émergé sur Terre est contrainte à l'aide de deux approches. En combinant des preuves astrophysiques et géophysiques avec des biosignatures dans des échantillons géologiques, ils estiment que la vie a émergé environ 200 à 800 millions d'années après que la Terre est devenue habitable (il y a environ 3,7 milliards d'années). Cette étude pourrait avoir des implications drastiques pour notre compréhension de la vie et du temps qu'il faut pour émerger sur des planètes semblables à la Terre.
L'étude qui décrit leurs résultats a été récemment publiée dans la revueAstrobiologie sous le titre "Contraindre l'intervalle de temps pour l'origine de la vie sur Terre". L'étude était dirigée par un étudiant au doctorat, Ben K. D. Pearce, et comprenait plusieurs de ses collègues de l'Institut Origins et du Département de physique et d'astronomie de l'Université McMaster à Hamilton, en Ontario.
Dans l'intérêt de leur étude, Pearce et ses collègues ont cherché à créer un calendrier pour le moment où la vie a émergé sur Terre. Comme indiqué, ils ont examiné les preuves astrophysiques et géophysiques d'une part, et les biosignatures dans les échantillons géologiques d'autre part pour construire des limites pour les deux. Comme Pearce l'a expliqué à Space Magazine par e-mail:
«Il y a deux frontières qui délimitent l'intervalle de temps pour l'origine de la vie, et pour contraindre chaque frontière nécessite différents types de preuves. La limite d'habitabilité est limitée par des preuves astrophysiques et géophysiques, par exemple, l'échelle de temps de l'impact de la formation de la Lune et le refroidissement du manteau magmatique de la Terre. La limite de biosignature est limitée par diverses biosignatures, telles que des microfossiles, des stromatolites et des signatures de carbone 13. »
Sur la base des preuves astrophysiques et géophysiques, l'équipe a pu situer la limite d'habitabilité de la Terre entre 4,5 et 3,9 milliards d'années. Ils ont pu contraindre plus étroitement la limite de biosignature, la situant il y a environ 3,7 milliards d'années en fonction de la présence de stomatolites et de signatures de carbone léger dans des globules de graphite d'origine sédimentaire.
La différence entre ces deux frontières nous donne donc une idée du temps qu'il a fallu pour que les premières formes de vie se manifestent. "Les preuves suggèrent qu'il a fallu 200 à 800 millions d'années pour émerger sur Terre, ce qui est une période relativement courte étant donné que la planète a été habitable pendant 4,5 à 3,9 milliards d'années, et restera habitable pendant environ un milliard de plus", a déclaré Pearce.
Bien que cette étude ait des implications importantes pour l'étude de la vie ici sur Terre, elle n'est pas encore applicable aux planètes extra-solaires. Alors que les estimations du temps qu'il faut à la vie pour émerger sur une planète comme la nôtre peuvent devenir utiles lors de l'enquête sur des exoplanètes «semblables à la Terre» un jour, notre connaissance des planètes et des systèmes extra-solaires est actuellement trop limitée. Comme Pearce l'a indiqué:
"Malheureusement, nous ne pouvons pas vraiment utiliser une étude de l'intervalle de temps pour l'origine de la vie sur Terre comme un guide pour la recherche de vie sur les exoplanètes, car nous sommes un échantillon de n = 1. Nous n'avons aucune idée si la vie a mis plus de temps à émerger sur Terre que dans un monde habitable typique, ou plus courte, ou si la vie a émergé ailleurs que sur Terre. »
Cependant, comme l'a ajouté Pearce, cette revue est très utile pour guider notre compréhension de l'origine de la vie sur Terre. «Par exemple, 200 millions d'années peuvent être un temps nécessaire à la synthèse chimique pour explorer le grand espace de séquence de biopolymère aléatoire et non fonctionnel. Ce n’est qu’après cette longue «période de recherche et d’attente» qu’un petit groupe stable de réplicateurs aura peut-être pu être établi sur la Terre primitive. »
Dans les années à venir, les instruments de nouvelle génération permettront de caractériser les exoplanètes comme jamais auparavant. Avec des recherches supplémentaires, des estimations scientifiques du moment où la vie aurait pu émerger sur diverses exoplanètes semblables à la Terre pourraient devenir disponibles. Jusque-là, il est réconfortant de savoir que nous nous rapprochons de déterminer comment et quand la vie a émergé sur Terre.
