Crédit d'image: NASA
Les scientifiques pensent que l'inclinaison de l'axe de la Terre est très importante pour soutenir la vie sur notre planète, mais une nouvelle simulation de la Pennsylvania State University semble indiquer que la vie pourrait survenir sur notre planète, même si elle était gravement inclinée. Même lorsque la planète a été inclinée au-delà de ses 23 degrés actuels à 54, 70 et 85 degrés, le climat mondial, les précipitations, la neige et la couverture de glace correspondent étroitement au climat d'aujourd'hui. Ce n'est que lorsqu'il n'y a pas eu d'inclinaison que la simulation a prédit un monde plus froid que le nôtre - mais toujours largement habitable.
Erie, Pa.? Dans les films de science-fiction B, une force terrible repousse souvent la Terre hors de son axe et signifie un désastre pour toute vie sur Terre. En réalité, selon les chercheurs de Penn State, la vie serait toujours possible sur Terre et sur toutes les planètes semblables à la Terre si l'inclinaison de l'axe était plus grande qu'elle ne l'est actuellement.
"Nous n'avons pas actuellement d'observations de planètes extrasolaires, mais j'imagine que dans un avenir proche, nous découvrirons certaines de ces petites planètes," dit le Dr Darren M. Williams, professeur adjoint de physique et d'astronomie, Penn State Erie, du Behrend College. «La question dont nous sommes saisis est à quoi ressembleront-ils? Auront-ils des lunes? À quoi ressembleront leurs climats? S'associeront-ils à la vie ou la vie sera-t-elle rare?
"Je soupçonne, sur la base de simulations et de notre propre système solaire, que de nombreuses planètes semblables à la Terre auront des axes de rotation qui sont inclinés plus sévèrement que l'axe de la Terre."
Williams, en collaboration avec David Pollard, associé de recherche en géoscience à Penn State, a utilisé des modèles climatiques de circulation générale pour simuler une variété d'inclinaisons, de niveaux de dioxyde de carbone et de planètes. Ils ont rendu compte de leurs résultats dans l'International Journal of Astrobiology.
Les chercheurs ont d'abord examiné la Terre actuelle avec des inclinaisons de 23, 54, 70 et 85 degrés. L'inclinaison de la Terre aujourd'hui est d'environ 23 degrés. La simulation qui imite la Terre et l'inclinaison d'aujourd'hui correspond étroitement au climat d'aujourd'hui, y compris les régimes de précipitations régionales, la couverture de neige et de glace et la sécheresse.
«Les inclinaisons supérieures à la température actuelle produisent des températures moyennes annuelles mondiales supérieures à la température moyenne actuelle de la Terre d'environ 57 degrés Fahrenheit». dit Williams. "Au-dessus de 54 degrés d'inclinaison, la tendance est à la baisse de la température moyenne annuelle mondiale à mesure que l'inclinaison augmente."
Le scientifique de Penn State explique que cette diminution se produit parce qu'il y a plus de terres au nord de l'équateur dans la Terre actuelle. Les températures moyennes annuelles, cependant, ne sont pas le meilleur moyen de déterminer si une planète peut être habitable, car les variations saisonnières de température peuvent être extrêmes.
Les chercheurs ont également examiné ces Terres inclinées avec dix fois plus de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Le dioxyde de carbone en tant que gaz à effet de serre augmente les températures sur une planète. Ces modèles ont produit des Terres avec des températures moyennes annuelles de 11 à 18 degrés Fahrenheit plus élevées.
Parce que toutes les planètes n'auront pas la géographie de la Terre, les chercheurs ont pris une page de l'histoire de la Terre et modélisé une Terre vieille de 750 millions d'années représentant la glaciation sturtienne et une Terre vieille de 540 millions d'années, la plus proche approximation disponible pour la glaciation de Varanger.
«Au cours de la Sturtian, les masses terrestres étaient principalement équatoriales et regroupées principalement à moins de 30 degrés de l'équateur ,? dit le chercheur de Penn State Erie. "Dans le modèle Varanger, tout est proche du pôle sud."
Alors que la Terre actuelle est composée d'environ 30% de terres pour 70% d'eau, ces anciennes géographies sont d'environ 22% de terres et 78% d'eau.
«Les températures les plus élevées et les variations saisonnières se produisent avec les plus grandes zones terrestres aux latitudes moyennes à élevées». dit Williams.
Les chercheurs ont également exécuté certaines des Terre modèles avec une inclinaison nulle.
"La Terre actuelle est l'une des planètes les plus inhabitables que nous ayons simulées," dit Williams. "Environ 8,7% de la surface de la Terre est plus froide que 14 degrés Fahrenheit en moyenne, et ce pourcentage culmine à 13,2% en février en raison des grandes masses terrestres à haute latitude couvertes de neige."
Les seules planètes plus froides que la Terre d'aujourd'hui sont ces planètes simulées sans inclinaison.
La simulation de Varanger, avec la plupart des terres de l'hémisphère sud, est la plus extrême avec 15,6% de la surface en dessous de 14 degrés Fahrenheit en juillet et 9,3% de la surface au-dessus de 122 degrés Fahrenheit en janvier. En moyenne, près de 28% de la masse terrestre de cette planète est inhabitable selon les normes de la Terre.
«Cette simulation suggère que les planètes avec soit de grands supercontinents polaires ou de petits inventaires d'eau seront les plus problématiques pour la vie à haute obliquité». dit Williams.
Aucune des planètes avec une inclinaison accrue n'avait de calottes glaciaires permanentes près de l'équateur. Cependant, cela ne garantit pas qu'un monde est adapté à la vie, notent les chercheurs. Les températures extrêmes sur la plupart des terres simulées rendraient difficile la survie de toutes les formes de vie terrestres, à l'exception des plus simples. Les extrêmes causés par l'inclinaison mettent de grandes parties de la planète dans l'obscurité de 24 heures ou la lumière du soleil de 24 heures pendant de longues périodes inhiberaient également les organismes photosynthétiques.
Les chercheurs suggèrent que même avec une inclinaison élevée, la vie peut exister sur les planètes qu'ils ont modélisées.
«À condition que la vie n'occupe pas les surfaces continentales en proie à des températures saisonnières les plus élevées, ces planètes pourraient soutenir une vie plus avancée». disent les chercheurs. "Bien que ces mondes présentent des climats très différents de ceux de la Terre, beaucoup seront toujours adaptés à des formes de vie dépendantes de l'eau, à la fois simples et avancées."
Il n'y a donc aucune raison d'éliminer les planètes semblables à la Terre avec plus d'inclinaison que la Terre des futures recherches de vie au-delà du système solaire.
"Nous avons une planète et nous avons beaucoup d'espèces sur cette planète, mais ce n'est qu'un point de données," dit Williams. "Peut-être qu'un jour nous trouverons tout sur la vie sur notre propre planète, mais pas du tout ce qui est possible ailleurs."
La National Science Foundation a soutenu ce travail.
Source d'origine: communiqué de presse de la Penn State University
