Le grand silence : seulement 4 galaxies sur 10 000 pourraient abriter des extraterrestres intelligents
Une vie extraterrestre capable de communiquer à travers espace interstellaire pourrait ne pas être capable d’évoluer si sa planète d’origine ne possédait pas de tectonique des plaques, sans parler de la bonne quantité d’eau et de terre ferme.
La tectonique des plaques est absolument essentielle à l’évolution de la vie complexe, affirment Robert Stern de l’Université du Texas à Dallas et Taras Gerya de l’ETH Zurich en Suisse. TerreLa vie multicellulaire complexe est apparue au cours d’une période connue sous le nom d’explosion cambrienne, il y a 539 millions d’années.
« Nous pensons que l’apparition de la tectonique des plaques de style moderne a considérablement accéléré l’évolution de la vie complexe et a été l’une des principales causes de la Explosion cambrienne« , a déclaré Gerya à Space.com.
La tectonique des plaques décrit le processus par lequel les plaques continentales, soutenues par un manteau fondu, glissent les unes sur les autres, créant des zones de subduction et des montagnes, des vallées de rift et des volcans, ainsi que des tremblements de terre.
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La forme actuelle de la tectonique des plaques, selon Stern et Gerya, n’a commencé qu’il y a entre un milliard et un demi-milliard d’années, à une époque géologique appelée Néoprotérozoïque. Avant cela, la Terre avait ce que l’on appelle une tectonique stagnante : la croûte terrestreappelé le lithosphèreétait un seul morceau solide et n’a pas été divisé en différentes plaques. Le changement vers la tectonique des plaques moderne ne s’est produit qu’une fois que la lithosphère s’est suffisamment refroidie pour devenir suffisamment dense et solide pour pouvoir être subduite – c’est-à-dire pour être poussée sous d’autres parties de la lithosphère pendant une quantité significative de temps avant d’être recyclé à la surface où deux plaques tectoniques s’éloignent.
Les contraintes environnementales que la tectonique des plaques moderne exerce sur la biosphère pourraient avoir déclenché l’évolution de la vie complexe il y a un peu plus d’un demi-milliard d’années, lorsque la vie s’est soudainement retrouvée dans un environnement où elle était forcée de s’adapter ou de mourir, créant une pression évolutive qui a poussé au développement de toutes les formes de vie qui existaient dans les océans et sur les terres arides associées aux plaques continentales. Compte tenu de ce coup de pouce, la vie a fini par évoluer vers nous – sans aucun plan ni impératif évolutif autre que la sélection naturelle –, selon l’idée.
« La coexistence durable des océans avec la terre ferme semble essentielle pour obtenir vie intelligente « Les civilisations modernes et technologiques sont le résultat de l’évolution biologique », a déclaré Gerya. « Mais la présence de continents et d’océans ne suffit pas à elle seule, car l’évolution de la vie est très lente. Pour l’accélérer, il faut la tectonique des plaques ».
Il y a cependant un problème. La Terre est la seule planète du système solaire à posséder une tectonique des plaques. De plus, les modèles indiquent que la tectonique des plaques pourrait être rare, en particulier sur une classe d’exoplanètes appelées super-Terres, où la configuration à couvercle stagnant pourrait dominer.
La tectonique des plaques est également indispensable à la formation des océans et des continents. Les modèles de formation planétaire indiquent que des planètes entièrement recouvertes d’océans de plusieurs dizaines de kilomètres de profondeur pourraient être courantes, tout comme des mondes désertiques dépourvus d’eau. Terreavec sa couche relativement mince d’eau océanique et sa topographie qui permet aux continents de s’élever au-dessus des océans, semble occuper un point idéal soigneusement équilibré entre les deux extrêmes des planètes aux océans profonds et des mondes désertiques secs.
La présence des océans est cruciale, car on soupçonne fortement que la vie sur Terre a commencé dans la mer. La terre est également essentielle, non seulement pour fournir des nutriments par l’intermédiaire des intempéries et faciliter le cycle du carbone, mais aussi pour permettre la combustion (de concert avec l’oxygène) qui peut conduire à la technologie lorsqu’elle est exploitée par la vie intelligente.
Si les planètes dotées de plaques tectoniques, ainsi que d’une quantité adéquate d’eau et de terre, sont rares, alors la vie technologique, communicative et extraterrestre peut également être rare.
« Ce que nous avons essayé d’expliquer est, pourquoi n’avons-nous pas été contactésdit Géria.
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Pour illustrer cela, Gerya et Stern ont utilisé l’équation de Drake. Conçue en 1961 par le regretté pionnier du SETI Frank Drake, elle avait pour but de fournir un programme pour la toute première conférence scientifique SETI (recherche d’intelligence extraterrestre), tenue cette année-là à l’observatoire de Green Bank en Virginie occidentale, en résumant les différents facteurs nécessaires au développement des civilisations technologiques, ce qui a permis d’estimer le nombre de civilisations extraterrestres qui pourraient exister. Cependant, il convient de noter que l’équation de Drake est davantage une expérience de pensée visant à mettre en évidence ce que nous savons et ce que nous ignorons de l’évolution de la vie technologique, plutôt qu’un guide absolu du nombre de civilisations existantes.
« Les estimations précédentes concernant la limite inférieure du nombre de civilisations dans notre galaxie étaient plutôt élevées », a déclaré Gerya.
L’un des termes de l’équation de Drake est fi, la fraction des exoplanètes qui développent une vie intelligente (la définition de l’« intelligence » dans ce contexte est encore débattue, mais la façon de penser moderne inclut tous les animaux intelligents, comme les chimpanzés et les dauphins). Stern et Gerya soutiennent que fi devrait être le produit de deux autres termes, à savoir la fraction des planètes possédant à la fois des continents et des océans (foc), et la fraction des planètes possédant une tectonique des plaques de longue durée (fpt).
Cependant, étant donné la rareté apparente de la tectonique des plaques et des mondes pouvant contenir des océans et des continents, Stern et Gerya estiment que fi est un nombre très petit. Ils estiment que seulement 17 % des exoplanètes présentent une tectonique des plaques, et que la proportion de planètes possédant juste la bonne quantité d’eau et de terre est probablement encore plus faible, entre 0,02 % et 1 %. Multipliez ces valeurs et ils obtiennent une valeur de fi comprise entre 0,003 % et 0,2 %.
En intégrant cette valeur dans l’équation de Drake, Stern et Gerya arrivent à une valeur du nombre de civilisations extraterrestres comprise entre 0,0004 et 20 000. C’est encore une fourchette assez large, résultant du fait que les autres termes de l’équation de Drake ne sont pas bien connus, voire pas du tout. Cependant, c’est toujours des ordres de grandeur inférieurs à la valeur d’un million de civilisations que Drake avait prédite dans les années 1960.
« Une valeur de 0,0004 signifie qu’il pourrait y avoir aussi peu que 4 civilisations pour 10 000 galaxies« , a déclaré Taras.
Il y a plusieurs réserves à cela. L’une d’entre elles est que certains des autres termes de l’équation de Drake, comme la proportion de planètes qui ont donné naissance à la vie, la proportion de vies intelligentes qui ont développé la technologie et la durée de vie de ces civilisations, sont totalement inconnus. Si leurs valeurs s’avèrent extrêmement élevées – par exemple, si les civilisations survivent généralement pendant des milliards d’années – alors les chances qu’elles soient plus nombreuses à exister aujourd’hui augmenteront.
Un autre avertissement est que même si, en général, la vie telle que nous la connaissons a besoin de la tectonique des plaques, des océans et de la terre pour évoluer et prospérer, il est possible d’imaginer des scénarios où vie technologique et océanique qui ne met jamais les pieds sur terre pourrait évoluer. Il s’agirait cependant de cas particuliers, de cas aberrants qui seraient l’exception à la règle.
Il y a aussi un risque de se précipiter en affirmant que nous n’avons pas encore été contactés. L’astronome du SETI Jill Tarter aime dire que si la galaxie était un océan, nous n’en aurions cherché qu’une tasse. Bien que la recherche se soit accélérée récemment grâce à l’ambitieux projet Écouter la percée Malgré tout, le problème reste entier. Nous n’avons pas encore exploré toutes les étoiles et celles que nous avons explorées, nous ne les avons pas écoutées ou observées très longtemps. Nous aurions facilement pu manquer un signal extraterrestre.
Un dernier point à considérer est celui de la «Excellent filtreIl s’agit d’un concept proposé pour la première fois par l’économiste et futurologue Robin Hanson, qui suggère qu’il pourrait y avoir un goulot d’étranglement universel dans l’évolution de toute vie qui empêche les civilisations technologiques d’exister. Dans le modèle de Stern et Gerya, ce goulot d’étranglement est fourni par l’absence de tectonique des plaques, d’océans et de continents. Cependant, bien que leur estimation du nombre de civilisations soit faible, elle n’est pas nulle, et il existe une école de pensée qui joue un rôle dans cette hypothèse. Principe copernicienqui stipule que la Terre ne doit pas être considérée comme spéciale et n’est qu’une autre planète en orbite autour d’une étoile banale. Par conséquent, si la vie peut évoluer sur Terre, elle devrait pouvoir évoluer sur de nombreuses planètes, car la Terre ne devrait pas être spéciale. La question devient alors : à quel moment le Grand Filtre entre-t-il en jeu ?
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Peut-être que Stern et Gerya ont exagéré en déclarant que les planètes dotées d’une tectonique des plaques et d’une quantité idéale d’eau et de terre sont rares, avant même que nous ayons des preuves d’observation pour étayer cette affirmation.
« Bien sûr, il serait idéal de disposer de données d’observation sur la fréquence des continents, des océans et de la tectonique des plaques sur les exoplanètes », a déclaré Gerya. « Malheureusement, cela dépasse largement nos capacités d’observation actuelles. D’un autre côté, le processus de formation planétaire est dans une certaine mesure compris, et les modèles de formation planétaire sont capables de fournir des prévisions sur ce à quoi nous pouvons nous attendre. Ces prévisions peuvent être utilisées pour évaluer la probabilité que des exoplanètes rocheuses aient des continents, des océans et une tectonique des plaques. »
Si Stern et Gerya ont raison, alors nous pourrions très bien être seuls dans l’universSi tel est le cas, nous avons une énorme responsabilité à assumer. « Nous devons prendre toutes les précautions possibles pour préserver notre propre civilisation – très rare ! », a déclaré Gerya. Sinon, nous pourrions nous tuer nous-mêmes et faire disparaître la seule vie technologique de notre galaxie, la Voie Lactée.
L’analyse de Stern et Gerya a été publiée le 12 avril dans la revue Rapports scientifiques.