À l'origine de la vie : les impacts d'astéroïdes

Quel rôle ont pu jouer les collisions d’astéroïdes dans l’apparition du vivant ? Dans les pas de chercheurs sur plusieurs continents, cette enquête scientifique rebat les cartes de nos connaissances sur l’origine de la vie.

Quand et comment la vie est-elle apparue sur notre planète ? Longtemps, un scénario a dominé dans la communauté scientifique : celui d’une Terre primitive hostile, percutée pendant quatre milliards d’années par des bombardements massifs d’astéroïdes. Durant cette période chaotique, appelée l’Hadéen, notre planète a subi un déluge de collisions cosmiques d’une violence extrême. Dans un tel enfer minéral, pensait-on, aucune forme de vie ne pouvait émerger ni survivre. Et si cette vision était incomplète ? Se pourrait-il que ces impacts cataclysmiques, loin d’avoir seulement freiné l’apparition du vivant, en aient été les déclencheurs ?

Nouvelles pistes
De la chaîne montagneuse de Barberton, en Afrique du Sud, qui abrite certaines des roches les plus rares et anciennes – 3,3 milliards d’années – connues, au Centre de biophysique moléculaire du CNRS à Orléans, où la géologue Frances Westall a identifié, en les examinant, des formes de vie fossilisées, des laboratoires de la Nasa, où sont analysés des échantillons de l’astéroïde Bennu, jusqu’aux grands cratères laissés par d'autres corps célestes sur la Lune et sur la Terre – dont celui de Chicxulub, aux États-Unis, et de Ries, en Bavière –, cette enquête explore les nouvelles pistes suivies par les chercheurs étudiant l’apparition du vivant. S’appuyant sur des modélisations numériques, des expériences recréant les conditions de la Terre primitive et des analyses d’échantillons de roches, terrestres et extraterrestres, les scientifiques bousculent nos connaissances en esquissant un nouveau récit : les collisions d’astéroïdes n’auraient pas seulement remodelé la géophysique, elles auraient aussi fourni l’énergie et les éléments nécessaires à l’émergence des premières cellules à l’origine de la vie. Sur Terre, mais aussi ailleurs dans l’Univers ?

Les impacts et la vie ?

Depuis la disparition des dinosaures, on sait que les gros impactes peuvent influencer le cours de la vie. Les médias nous affolent avec des scénarios catastrophiques avec protagoniste des impacteurs. Cependant, l’influence des impacts sur la Terre n’ont pas toujours été négative. Sur la Terre primitive, une grande partie des volatiles qui comportent l’eau de mer et l’atmosphère sont fruit des impacts – de météorites, de micrométéorites, et aussi des astéroïdes. En premier lieu, l’impact de la Terre primitive avec une planète de la taille de Mars (qu’on appelle Theia) aura été fondamental pour l’évolution de l’habitabilité de la Terre. Après le refroidissement de la Terre post-impact, la présence du corps qui est devenue la Lune aura stabilisé la rotation de la Terre et son obliquité, la longueur du jour devenant progressivement plus long en fonction de la distance doucement accroissant de la Terre et la Lune. Les marées sont un effet collatéral de la présence de la Lune.

L’impact de Theia et al Terre a été catastrophique, la surface de la Terre devenant de nouveau une boule de magma. Cependant, il y a eu une pluie d’impacts de toutes tailles, surtout dans le premier millénaire de l’histoire de la Terre, provoquée par tous les morceaux rocheux restant dans le disque solaire après la première consolidation des planètes. Ceci a continué pendant toute l’histoire de la Terre mais le flux de matériaux extraterrestre a diminué dans une manière exponentielle depuis la consolidation de la Terre environ 4.56 milliard d’années (Ga).

Une question importante pour l’origine de la vie sur la Terres est : d’où viennent les ingrédients, l’eau, les molécules carbonées, l’énergie, et où est la vie apparue ? Comme évoqué en haut, les corps extraterrestres ont apporté une grande partie des molécules organiques et de l’eau à la surface de la terre. Les molécules organiques ont été remaniées et transformées en molécules de plus en plus grand et complexe, démontrant des phénomènes d’organisation et, éventuellement, se réunissant dans des protocellules et puis des cellules plus au moins comme on les connait.

Plusieurs environnements où ces processus auront pu avoir eu lieu ont été suggérés. Un environnement qui revient constamment en jeu est celui des sources chaudes. Sur la Terre primitive, elles se trouvaient au fond de la mer, en milieu marin peu profonde, et sur les basses terres exposées. Or, les impacts créent des larges basins caractérisés aussi par des sources hydrothermales autour de leur périmètre.

Pour mieux comprendre, on s’intéresse aux preuves des impacts sur la Terre primitive et aux expériences en chimie prébiotique dans des simulations de sources chaudes, ainsi que les plus anciennes traces de vie terrestre. L’approche pris dans le documentaire d’ARTE : A l’origine de la vie : les impacts et les météorites, avec Ruth Berry comme régisseur, est à la fois théorique, suivant la modélisation de la courbe des impacts sur la Terre dans le temps géologique, démontrant la forte flux d’impacts pendant la période primordiale, le Hadéen et diminuant lors de l’Archéen (de 4.0-2.5 Ga) ; et à la fois empirique avec une excursion dans les montagnes de Barberton en Afrique du Sud à la recherche des couches de sphérules formées dans le plasma provoqué par les impacts et la terre primitive ont été retrouvées et la découverte de molécules de matière extraterrestre dans les roches de Barberton, étudiées par Frances Westall du CNRS-Centre de Biophysique. Du plus, le documentaire montre une approche expérimentale de la chimie prébiotique dans des simulateurs de sources hydrothermales.

La Terre primitive a beau être un lieu assez catastrophique d’un certain point du vu, mais justement ces conditions extrêmes ont été critique pour l’émergence de la vie.