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Des milliards d’éclairs pourraient avoir relancé la vie sur Terre, selon une étude

La vie sur Terre a peut-être commencé avec un éclair de éclair.

Non, un coup de foudre errant n’a pas littéralement animé les premiers microbes du monde (désolé, Dr Frankenstein). Mais selon une nouvelle étude publiée mardi 16 mars dans la revue Communications de la nature, des milliards de coups de foudre sur un milliard d’années des débuts de l’histoire de la Terre ont peut-être aidé à débloquer des composés de phosphore cruciaux qui ont ouvert la voie à la vie sur la terre.

« Dans notre étude, nous montrons pour la première fois que les coups de foudre étaient probablement une source importante de phosphore réactif sur Terre à l’époque de la formation de la vie. [3.5 billion to 4.5 billion years ago]», a déclaré l’auteur principal de l’étude Benjamin Hess, un étudiant diplômé du Département des sciences de la Terre et des planètes de l’Université de Yale. phosphore pour l’émergence de la vie sur Terre. « 

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Bombardé de vie?

Comment un éclair du bleu mène-t-il à la vie terrestre? Tout tourne autour du phosphore – ou plutôt des matières organiques que les atomes de phosphore peuvent fabriquer lorsqu’ils sont combinés avec d’autres éléments bio-essentiels.

Prenons par exemple les phosphates – des ions composés de trois oxygène atomes et un atome de phosphore, qui sont essentiels à toutes les formes de vie connues. Les phosphates forment la colonne vertébrale de ADN, ARN et l’ATP (la principale source d’énergie pour les cellules), et sont des composants majeurs des os, des dents et des membranes cellulaires.

Mais il y a environ 4 milliards d’années, alors qu’il y avait probablement beaucoup d’eau et de dioxyde de carbone dans l’atmosphère avec lesquels travailler, qui sont également essentiels pour les molécules fondamentales de la vie, la majeure partie du phosphore naturel de la planète était liée à des roches insolubles et impossible à combiner. en phosphates organiques. Comment, alors, la Terre a-t-elle acquis ces composés critiques?

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Une théorie soutient que la Terre primitive tire son phosphore de météores transportant un minéral appelé schreibersite, qui est fait en partie de phosphore et est soluble dans l’eau; si des charges de météorites de schreibersite s’écrasaient sur la Terre pendant des millions ou des milliards d’années, alors suffisamment de phosphore pourrait être libéré dans une zone concentrée pour créer les bonnes conditions pour la vie biologique, selon la nouvelle étude.

Cependant, il y a environ 3,5 milliards à 4,5 milliards d’années, lorsque la vie sur Terre a émergé, le taux de frappes de météores sur Terre a chuté « de façon exponentielle », car la plupart des planètes et des lunes de notre système solaire avaient largement pris forme, a déclaré Hess. Ce fait complique la théorie du phosphore interstellaire.

Cependant, il existe une autre façon de fabriquer du schreibersite, ici même sur Terre, a déclaré Hess. Tout ce qu’il faut, c’est de la terre, un nuage et quelques trillions de secousses de foudre.

Le corps principal ou « tronc » de la fulgurite étudiée, ou verre créé à partir d’un coup de foudre. L’équipe a trouvé des traces de schreibersite à l’intérieur, suggérant que la foudre aurait pu livrer des composés de phosphore cruciaux au début de la Terre. (Crédit d’image: Benjamin Hess)

Des milliards de boulons

Les coups de foudre peuvent chauffer les surfaces à près de 5 000 degrés Fahrenheit (2 760 degrés Celsius), forgeant de nouveaux minéraux qui n’existaient pas auparavant. Dans la nouvelle étude, Hess et ses collègues ont examiné un bloc de roche éclairé par la foudre, appelé fulgurite, qui avait déjà été excavé sur un site de l’Illinois. L’équipe a découvert que de petites boules de schreibersite s’étaient formées dans la roche, ainsi qu’une foule d’autres minéraux vitreux.

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Avec une preuve provisoire en main que les coups de foudre peuvent créer de la schreibersite riche en phosphore, l’équipe a ensuite dû calculer si suffisamment de foudre aurait pu frapper la Terre primitive pour libérer une quantité significative de l’élément dans l’environnement. Utilisation de modèles des débuts de la Terre atmosphère, les chercheurs ont estimé le nombre de coups de foudre qui auraient pu tomber sur la planète chaque année.

Aujourd’hui, environ 560 millions d’éclairs éclairent la planète chaque année; Il y a 4 milliards d’années, alors que l’atmosphère terrestre était significativement plus riche en gaz à effet de serre CO2 (et donc plus chaude et plus sujette aux tempêtes), il est probable qu’entre 1 milliard et 5 milliards de boulons clignotent chaque année, a calculé l’équipe. Parmi ces boulons, l’équipe a estimé qu’entre 100 millions et 1 milliard de boulons frappaient la terre chaque année (le reste étant déchargé au-dessus des océans).

Et, sur un milliard d’années, jusqu’à un quintillion (un 1 suivi de 18 zéros) des coups de foudre peuvent avoir frappé notre jeune planète, chacun libérant un peu de phosphore utilisable, a déclaré Hess. L’équipe a calculé qu’il y a entre 4,5 milliards et 3,5 milliards d’années, les coups de foudre à eux seuls auraient pu donner à la Terre de 250 à 25 000 livres de phosphore (110 à 11 000 kilogrammes) par an.

C’est une gamme énorme, avec beaucoup d’incertitude sur les conditions de la Terre primitive. Mais Hess a déclaré que même la plus faible quantité de phosphore aurait pu faire une différence pour l’émergence de la vie.

« Pour que la vie se forme, il faut juste qu’il y ait un endroit qui ait les bons ingrédients », a déclaré Hess à 45Secondes.fr. « Si [250 lbs.] de phosphore par an étaient concentrés dans un seul arc insulaire tropical, alors oui, cela aurait peut-être suffi. Mais il est plus probable que cela se produise s’il existe de nombreux endroits de ce type.

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La question de savoir si la foudre a frappé suffisamment de terres exposées sur la Terre primitive pour avoir un impact sur la vie est une question à laquelle on ne peut jamais répondre pleinement. Cependant, la nouvelle étude montre que, mathématiquement, c’était au moins possible.

Il se peut qu’une combinaison d’impacts d’astéroïdes et de coups de foudre ait finalement donné à la Terre le phosphore dont elle avait besoin pour tisser les premières molécules bio-essentielles, telles que l’ADN et l’ARN, ont conclu les chercheurs. Mais d’autres études sur la vie terrestre précoce devraient prendre soin de ne pas frapper la foudre du dossier.

Publié à l’origine sur 45Secondes.fr.

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