Pourquoi la vie est présente sur Terre ?

Question de Robin FIALIP, Antignac, Cantal

La Terre : une petite planète idéalement placée, avec une atmosphère et un bouclier protecteur

Troisième planète rocheuse du système solaire, la Terre évolue dans la « zone d’habitabilité » du système solaire, une zone où les scientifiques considèrent que les températures moyennes permettent à l’eau de rester à l’état liquide et où les conditions physico-chimiques permettent le développement et la diversification de la vie. Dans le système solaire, on estime que cette zone s’étend de 0,95 à 1,67 unités astronomiques, (une unité astronomique correspond à 150 millions de kilomètres, soit la distance Terre-Soleil). La Terre est la seule planète du système solaire à se trouver dans cette zone, ni trop près comme Vénus, ni trop éloignée comme Mars. Cette position idéale lui permet de bénéficier d’un rayonnement solaire convenable et efficace qui assure au vivant la synthèse de matière organique à partir d’eau et de dioxyde de carbone.

Agité de mouvements, le noyau de notre planète permet la présence d’un champ magnétique autour de la planète : la magnétosphère, un écran protecteur qui dévie les ondes et les particules nocives de l’Univers. De plus, la Lune, en stabilisant l’orbite de notre planète, aurait facilité l’apparition de la vie en offrant des saisons et une diversité de climats à notre planète.

La Terre possède une masse suffisante, ni trop grosse ; ni trop petite, qui lui permet de retenir les gaz sous forme d’une atmosphère. Le rayonnement ultraviolet du soleil a produit, à partir de l’oxygène dans l’air, une couche d’ozone en protégeant la Terre du rayonnement solaire. Cette enveloppe gazeuse qui favorise l’effet de serre assure une température moyenne de 15°C à la surface de la planète. L’atmosphère exerce également une force physique sur la surface de la Terre : la pression atmosphérique.

Des conditions physico-chimiques particulières, nécessaires à la présence d’eau à l’état liquide et propices à l’éclosion de la vie

Les températures clémentes de notre planète ont permis à la vapeur d’eau présente dans l’atmosphère de se condenser et de former des océans il y a environ 4,2 milliards d’années. La pression atmosphérique moyenne de 1013 hPa à la surface de l’océan permet à cette eau de rester à l’état liquide. Cet état de l’eau est l’une des conditions propices à l’apparition du vivant sur notre planète. En effet, les êtres vivants se caractérisent par leur richesse en eau liquide et leur matière carbonée. Cette synthèse de matière organique a été rendue possible par la lumière solaire, principale source d’énergie pour les êtres vivants. L’océan, berceau de la vie, a favorisé ces réactions chimiques.

La communauté scientifique a établi que la vie serait apparue entre -3,8 et 3,5 milliards d’années. Les cyanobactéries, ou algues bleues, ont été les premiers organismes vivants à coloniser les océans. Les stromatolithes, des constructions fossiles de carbonates formées par accumulation d’algues bleues, ont été les premières formes de vie capables de capter le dioxyde de carbone (CO2) et de rejeter de l’oxygène (O2) dans l’atmosphère primordiale, et ce par l’intermédiaire de la photosynthèse. Ces organismes qui évoluent dans des eaux chaudes et peu profondes, se retrouvent aujourd’hui dans l’ouest australien et sous formes de fossiles en France, dans les roches sédimentaires de la Limagne, en Auvergne.

Stromatolithes - Australie
Stromatolithes dans la réserve marine d’Hamelin Pool, en Australie. Crédit photo : By Martin Kraft (Own work) [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons

Progressivement l’atmosphère de notre planète s’est enrichie en oxygène favorisant la respiration des organismes vivants et contribué au développement d’organismes pluricellulaires et d’êtres vivants de plus en plus complexes.

Il y a environ 600 millions d’années, l’augmentation significative de la concentration en oxygène dans l’atmosphère a favorisé la formation de la couche d’ozone dont on connait maintenant les bienfaits sur le vivant. Vers -400 millions d’années, un pic d’oxygène est atteint, et va permettre à la vie marine d’évoluer et de conquérir les terres. Cet épisode correspond à la sortie des eaux des premiers arthropodes terrestres.

Les organismes primitifs du vivant qui captent du gaz carbonique et pourvoyeurs d’oxygène sont bénéfiques aux organismes plus évolués qui rejettent à leur tour du gaz carbonique : deux familles aux besoins complémentaires. La vie serait donc impossible sans ce fabuleux échange gazeux. Pourtant l’atmosphère terrestre d’aujourd’hui ne contient pas plus 0.04% de dioxyde carbone (CO2) contre 21% d’oxygène ! L’apparition de la vie et son évolution sur Terre résultent donc d’un savant mélange à l’équilibre précaire !

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