L'atmosphère primitive de la Terre, un enfer vénusien

On pensait jusqu'à présent que l'atmosphère primitive de la Terre, c'est-à-dire l'atmosphère présente au moment de sa formation, devait être composée de certains gaz tels que l'ammoniac et le méthane, qui auraient pu faciliter le développement de la vie sur Terre en réagissant avec la foudre pour produire des acides aminés (la célèbre expérience "Miller-Urey"), ces derniers faisant partie des principaux éléments constitutifs de la vie complexe. Mais l'existence réelle d'une telle atmosphère n'a encore jamais été vérifiée, la reproduction en laboratoire des conditions extrêmes des prémices de la Terre s'avérant particulièrement compliquée.

Pour répondre à cette énigme, des chercheurs ont créé, en laboratoire, des roches à la composition chimique identique à celle de la partie rocheuse de notre planète (croûte et manteau). Puis, ils les ont soumises à des températures extrêmes (près de 2000 °C) dans un four chauffé au laser, dans le but de reconstituer des planètes miniatures en fusion de seulement 2 mm de diamètre. Ces mini-planètes ont ensuite été placées en état de lévitation au sein de courants gazeux aux compositions conformes aux différentes atmosphères possiblement présentes au moment de la formation de la Terre. L’effet de ces gaz, et donc de la composition atmosphérique, a alors été enregistré dans la roche en fusion à travers le rapport entre fer oxydé et fer réduit présent dans ces micro-planètes de silicate fondu.

Les chercheurs ont ensuite cherché une correspondance avec les mêmes ratios fer oxydé / fer réduit présents de nos jours dans les roches du manteau terrestre. De manière étonnante, ils ont découvert que la première atmosphère de notre planète ne pouvait pas contenir de gaz riches en hydrogène essentiels à la vie (ammoniac et méthane), mais plutôt du monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone. De plus, les proportions et les pressions de ces gaz dans l'atmosphère primitive de la Terre étaient probablement similaires à celles observées sur la planète Vénus aujourd'hui, cette dernière contenant environ 96,5 % de CO_2, 3,5 % de N₂ et une pression 92 fois supérieure à celle de la Terre.

Alors pourquoi ces deux planètes semblent-elles si différentes aujourd'hui ? Les chercheurs suggèrent que la position de la Terre, située dans la "zone habitable" de notre Système solaire, lui a probablement permis de retenir de l'eau liquide à sa surface sous la forme des premiers océans, lesquels ont absorbé une grande partie de son atmosphère initiale riche en CO₂. En effet, la situation tempérée de la Terre, ainsi que sa grande taille, ont contribué à l'instauration de conditions clémentes à sa surface pendant de longues périodes géologiques. Tandis que Vénus, qui reçoit presque deux fois plus de rayonnements solaires que notre planète, n'a pas pu conserver sa dotation initiale en eau en raison des températures constamment élevées à sa surface. Des acides aminés, ingrédients essentiels à la vie, peuvent-ils se développer dans de telles atmosphères ? Le mystère reste entier.