Une étude précise quand la Terre a pu accueillir la chimie de la vie

La croûte terrestre pourrait être devenue suffisamment stable pour supporter la chimie ayant précédé la vie il y a environ 4,33 milliards d'années, selon une étude publiée mardi dans Nature Communications. Les recherches, menées par Oleg Abramov du Planetary Science Institute à Tucson, en Arizona, offrent l'une des chronologies les plus précises à ce jour sur le moment où notre planète est passée d'un monde hostile et martelé par les impacts à un monde capable de nourrir les précurseurs moléculaires de la vie.psi+1

Modéliser un milliard d'années de bombardement

L'étude utilise un modèle informatique tridimensionnel pour simuler la façon dont les impacts d'astéroïdes, de comètes et de planétésimaux résiduels ont chauffé la croûte terrestre sur une période d'un milliard d'années, il y a entre 4,5 et 3,5 milliards d'années. Les chercheurs ont ensuite comparé les températures modélisées de la croûte avec les limites de stabilité thermique de l'ARN et d'autres molécules essentielles à l'origine de la vie.gizmodo+1

Les résultats indiquent un tournant il y a environ 4,4 milliards d'années. Avant cela, toute région de la croûte suffisamment refroidie pour la chimie prébiotique pouvait être réchauffée par un impact ultérieur, remettant effectivement le compteur à zéro. Après 4,4 milliards d'années, des portions de la croûte superficielle ont commencé à rester en permanence en dessous des seuils de température critiques, ce que les auteurs appellent des régions "jamais stérilisées".psi

"La chimie prébiotique a besoin de températures continuellement stables, pas seulement d'un bref intervalle de refroidissement entre deux impacts", a déclaré Abramov dans un communiqué du Planetary Science Institute. "Une fois que des volumes jamais stérilisés apparaissent, des parties de la croûte superficielle restent en dessous du seuil de température à partir de ce moment-là".psi

Une fenêtre pour le monde à ARN

Les chercheurs se sont concentrés sur l'hypothèse du monde à ARN, qui propose qu'avant que l'ADN ne prenne son rôle moderne, des molécules d'ARN autoréplicantes servaient de base à la vie la plus primitive. Pour qu'un tel système se développe, les molécules auraient eu besoin de temps pour se former, rester stables et interagir, des conditions que le bombardement incessant de la Terre primitive ne permettait pas.livescience+1

Il y a environ 4,33 milliards d'années, les simulations montrent une convergence de facteurs favorables : le bombardement s'était suffisamment calmé pour que des environnements stables persistent, tout en produisant encore des systèmes hydrothermaux, des milieux riches en eau, en chaleur et en énergie chimique considérés comme des berceaux plausibles pour la chimie prébiotique.psi+1

La chronologie s'aligne également sur les preuves géologiques. Les cristaux de zircon indiquent que de l'eau liquide était présente sur Terre il y a environ 4,4 milliards d'années, ce qui est cohérent avec les prédictions du modèle. Et environ 130 millions d'années avant l'émergence estimée de LUCA, le dernier ancêtre commun universel de toute la vie moderne, la fenêtre s'inscrit dans des chronologies évolutives plus larges.gizmodo+1

Mises en garde et voisins cosmiques

Abramov a averti que la viabilité thermique seule ne garantit pas l'émergence de la vie. La chimie de l'ARN nécessite également de l'eau liquide, de l'azote réduit, des niveaux de pH et de salinité spécifiques, ainsi que des mécanismes pour concentrer les ingrédients clés, des variables que le modèle n'aborde pas.gizmodo+1

Néanmoins, le cadre pourrait s'étendre au-delà de la Terre. "Une question intrigante est le moment de la fenêtre d'habitabilité sur Mars, qui s'est probablement ouverte beaucoup plus tôt que sur Terre en raison de la taille plus petite de Mars et de la vitesse d'impact moyenne plus faible", a déclaré Abramov.gizmodo