Les géoscientifiques résolvent le mystère : pourquoi nous n'avons pas encore rencontré d'extraterrestres

Les chercheurs suggèrent que la rareté des océans, des continents et la tectonique des plaques à long terme sur les exoplanètes expliquent probablement la rareté des civilisations extraterrestres avancées, remettant en question les estimations fournies par l'équation de Drake et abordant le paradoxe de Fermi.

De nouvelles recherches menées par le Dr Robert Stern, géoscientifique de l'Université du Texas à Dallas, et un collègue suggèrent une explication géologique à la raison pour laquelle aucune preuve concluante de l'existence de civilisations extraterrestres avancées (ET) n'a été trouvée, même si l'équation de Drake prédit qu'il devrait y avoir de nombreuses civilisations de ce type dans notre galaxie capables de communiquer avec nous.

Dans une étude publiée récemment 12 dans la revue Rapports scientifiquesStern et le Dr Taras Gerya, professeur de sciences de la Terre à l'École polytechnique fédérale de Zurich, suggèrent que la présence d'océans et de continents, ainsi que la tectonique des plaques à long terme, sur les planètes abritant la vie, sont essentielles à l'évolution des civilisations actives et communicatives (ACC).

Les chercheurs concluent que la rareté probable de ces trois éléments sur les exoplanètes diminuerait considérablement le nombre attendu de telles civilisations extraterrestres dans la galaxie.

« La vie existe sur Terre depuis environ 4 milliards d’années, mais les organismes complexes comme les animaux ne sont apparus qu’il y a environ 600 millions d’années, soit peu de temps après le début de l’épisode moderne de la tectonique des plaques », a déclaré Stern, professeur de sciences des systèmes terrestres durables à l’École des sciences naturelles et des mathématiques. « La tectonique des plaques a réellement lancé la machine de l’évolution, et nous pensons comprendre pourquoi. »

Des recherches menées par le Dr Robert Stern, géoscientifique à l'Université du Texas à Dallas, et un collègue suggèrent une explication géologique à la raison pour laquelle aucune preuve concluante de l'existence de civilisations extraterrestres avancées (ET) n'a été trouvée, même si l'équation de Drake, présentée ici, prédit qu'il devrait y avoir de nombreuses civilisations de ce type dans notre galaxie, capables de communiquer avec nous. Crédit : Université du Texas à Dallas

Où est tout le monde?

En 1961, l'astronome Dr Frank Drake a conçu une équation dans laquelle plusieurs facteurs sont multipliés ensemble pour estimer le nombre de civilisations intelligentes dans notre galaxie capables de faire connaître leur présence aux humains :

N = R* X F_p X n_et X F_l X F_je X F_c X L

N: Le nombre de civilisations dans le voie Lactée galaxie dont les émissions électromagnétiques (ondes radio, etc.) sont détectables.

R*: Le nombre d'étoiles formées chaque année.

F_p:La fraction de ces étoiles avec des systèmes planétaires.

n_et:Le nombre de planètes par système solaire avec un environnement propice à la vie.

F_l:La fraction de planètes propices à la vie.

F_je:La fraction des planètes abritant la vie sur lesquelles une vie intelligente émerge.

F_c:La fraction des civilisations qui développent une technologie produisant des signes détectables de leur existence.

L:La durée moyenne (années) pendant laquelle ces civilisations produisent de tels signes.

L'attribution de valeurs aux sept variables a été un jeu de devinettes éclairé, qui a conduit à prédire que de telles civilisations devaient être répandues. Mais si cela est vrai, pourquoi n'existe-t-il aucune preuve concluante de leur existence ?

Cette contradiction est connue sous le nom de paradoxe de Fermi, du nom du physicien nucléaire et prix Nobel Enrico Fermi, qui a posé la question de manière informelle à ses collègues.

Dans leur étude, Stern et Gerya proposent d'affiner l'un des facteurs de l'équation de Drake — f_jela fraction des planètes abritant la vie sur lesquelles la vie intelligente émerge — pour prendre en compte la nécessité de grands océans et de continents et l'existence de la tectonique des plaques depuis plus de 500 millions d'années sur ces planètes.

« Dans la formulation originale, on pensait que ce facteur était proche de 1, soit 100 %, ce qui signifie que l’évolution sur toutes les planètes abritant la vie progresserait et, avec le temps, se transformerait en une civilisation intelligente », a déclaré Stern. « Notre point de vue est le suivant : ce n’est pas vrai. »

Impact de la tectonique des plaques

La tectonique des plaques est une théorie formulée à la fin des années 1960 selon laquelle la croûte terrestre et le manteau supérieur sont brisés en morceaux mobiles, ou plaques, qui se déplacent très lentement, à peu près aussi vite que poussent les ongles et les cheveux.

Dans notre système solaire, un seul des quatre corps rocheux présentant une déformation de surface et une activité volcanique — la Terre — présente une tectonique des plaques. Trois autres — Vénus, Mars et JupiterLes deux satellites rocheux Io et Mercure sont en pleine déformation et abritent de jeunes volcans, mais ils sont dépourvus de tectonique des plaques, a expliqué Stern. Deux autres corps rocheux, Mercure et la Lune, ne connaissent pas une telle activité et sont tectoniquement morts.

« Il est beaucoup plus courant que les planètes aient une enveloppe externe solide qui n’est pas fragmentée, ce que l’on appelle la tectonique à couvercle unique », a déclaré Stern. « Mais la tectonique des plaques est beaucoup plus efficace que la tectonique à couvercle unique pour favoriser l’émergence de formes de vie avancées. »

À mesure que les plaques tectoniques se déplacent, elles entrent en collision ou s'éloignent les unes des autres, formant des structures géologiques telles que des montagnes, des volcans et des océans, qui permettent également le développement de conditions météorologiques et climatiques modérées. Par l'altération, des nutriments sont libérés dans les océans. En créant et en détruisant des habitats, la tectonique des plaques exerce un stress environnemental modéré mais incessant sur les océans. espèces évoluer et s'adapter.

Stern et Gerya ont également évalué l’importance de la présence durable de grandes masses terrestres et d’océans pour l’évolution menant à une espèce active et capable de communiquer.

« Les continents et les océans sont nécessaires aux ACC, car l’évolution de la vie multicellulaire simple à complexe doit se produire dans l’eau, mais une évolution ultérieure conduisant à l’émerveillement face au ciel nocturne, à l’exploitation du feu et à l’utilisation des métaux pour créer de nouvelles technologies, et enfin à l’émergence d’ACC capables d’envoyer des ondes radio et des fusées dans l’espace, doit se produire sur terre », a déclaré Stern.

Affiner l'équation de Drake

L'équipe de recherche a proposé une révision de l'équation de Drake qui définit f_je comme le produit de deux termes : f_ocla fraction d'exoplanètes habitables avec des continents et des océans significatifs, et f_ptla fraction des planètes qui ont connu une tectonique des plaques de longue durée.

D'après leur analyse, Stern a déclaré que la fraction des exoplanètes avec un volume d'eau optimal est probablement très petite. Ils estiment la valeur de f_oc varie entre 0,0002 et 0,01. De même, l'équipe a conclu que la tectonique des plaques durant plus de 500 millions d'années est également très inhabituelle, ce qui conduit à une estimation de f_pt à moins de 0,17.

« Lorsque nous multiplions ces facteurs ensemble, nous obtenons une estimation précise de f_je « C’est très petit, entre 0,003 % et 0,2 %, au lieu de 100 %, » a déclaré Stern. « Cela explique l’extrême rareté des conditions planétaires favorables au développement de la vie intelligente dans notre galaxie et résout le paradoxe de Fermi. »

Selon NASAPlus de 5 000 exoplanètes ont été confirmées dans la Voie lactée à partir d'observations au sol et de plateformes orbitales telles que les télescopes spatiaux Kepler et James Webb. Bien que les scientifiques, dont le Dr Kaloyan Penev, chasseur de planètes de l'Université du Texas à Dallas et professeur adjoint de physique, aient progressé dans la recherche de planètes autour d'autres étoiles et dans l'estimation du nombre de planètes rocheuses, ils n'ont pas encore la capacité de détecter la tectonique des plaques sur les exoplanètes.

« La biogéochimie postule que la Terre solide, en particulier la tectonique des plaques, accélère l’évolution des espèces », a déclaré Stern. « Des études comme la nôtre sont utiles car elles stimulent la réflexion sur des mystères plus vastes et fournissent un exemple de la façon dont nous pouvons appliquer notre connaissance des systèmes terrestres à des questions intéressantes sur notre univers. »

La recherche a été soutenue par le Fonds national suisse de la recherche scientifique.