Il y a 4,33 milliards d’années, la Terre est peut-être devenue durablement propice à la chimie de la vie

Vers 4,4 milliards d’années, la croûte terrestre aurait pu devenir durablement assez stable pour permettre une chimie prébiotique, c’est-à-dire des réactions susceptibles de précéder l’apparition de la vie. La période la plus favorable ressortirait autour de 4,33 milliards d’années. Cette estimation provient d’un modèle tridimensionnel qui reconstruit le chauffage de la croûte par les impacts d’astéroïdes, de comètes et de planétésimaux entre 4,5 et 3,5 milliards d’années. Elle délimite une fenêtre environnementale possible pour l’hypothèse d’un « monde à ARN » ; elle ne prouve pas qu’un tel monde, ni la vie, existait déjà. 210

Pourquoi le seuil des 4,4 milliards d’années est important

Au début de l’Hadéen, la Terre était régulièrement bouleversée par des impacts capables d’entraîner des conditions de stérilisation à l’échelle planétaire. Selon le modèle, ces remises à zéro se sont poursuivies jusqu’à environ 4,4 milliards d’années, ce qui rend peu plausible le maintien continu d’une chimie prébiotique avant cette date. 28

Quand le bombardement a diminué, certaines parties de la surface et de la croûte peu profonde ont pu refroidir sous les seuils de température pertinents pour l’ARN et d’autres molécules liées à la vie, sans qu’un impact ultérieur les réchauffe au-delà de ces seuils. Autrement dit, des milieux potentiellement favorables ont commencé à persister, au lieu de n’exister que brièvement entre deux catastrophes. 23

Les chercheurs situent vers 4,33 milliards d’années le meilleur potentiel global pour une chimie durable associée à l’ARN. La croûte basculait alors d’un régime thermique dominé par les impacts vers des conditions plus durablement habitables. 210

Des impacts destructeurs, mais aussi créateurs de niches

Cela ne signifie pas que les impacts ont soudainement cessé de jouer un rôle. Ils pouvaient encore chauffer et perturber la croûte, mais aussi former des systèmes hydrothermaux : des environnements localisés, chauds, riches en eau et alimentés en énergie. Des travaux antérieurs d’Oleg Abramov et de ses collègues avaient déjà souligné que le chauffage par impact peut créer de telles oasis hydrothermales, tout en stérilisant d’autres zones. 34

Cette double action est au cœur de la fenêtre proposée. Avec la baisse de la fréquence des impacts, des niches plus fraîches pouvaient se maintenir dans la croûte peu profonde, tandis que les impacts continuaient de produire localement des milieux hydrothermaux peut-être utiles à la chimie. Le modèle ne décrit donc pas une Terre devenue uniformément clémente du jour au lendemain, mais une planète où la part de terrain thermiquement compatible avec ces molécules augmentait progressivement. 23

Un repère antérieur à LUCA, pas une date de naissance de la vie

L’estimation de 4,33 milliards d’années est censée précéder le moment inféré pour LUCA, le dernier ancêtre commun universel — la population ancestrale dont descendent toutes les formes de vie cellulaire actuelles. L’ordre chronologique compte : une chimie précellulaire ayant conduit à la vie cellulaire aurait nécessairement dû disposer auparavant d’une période où elle pouvait persister et évoluer. 10

Mais il ne faut pas lire ces dates comme une séquence évolutive établie. Le modèle estime le moment où le chauffage dû aux impacts ne rendait plus une chimie prébiotique durable improbable à l’échelle globale. Il ne date ni un monde à ARN, ni un lieu précis d’apparition de la vie, ni la durée de survie de cette chimie. 210

Ce que le modèle établit — et ce qu’il laisse ouvert

La simulation suit les effets thermiques des impacts et les contraintes de température imposées à l’ARN et à d’autres molécules associées à la vie dans la croûte supérieure. Elle est donc utile pour déterminer quand des environnements thermiquement stables ont pu être disponibles. 210

Elle ne résout pas pour autant l’ensemble du problème de l’abiogenèse, c’est-à-dire l’origine de la vie à partir de matière non vivante. Une niche thermiquement stable aurait encore dû réunir les bons ingrédients et les bons processus : des sources plausibles de molécules organiques et de nucléotides, des mécanismes permettant de les concentrer, une chimie de l’eau compatible, des minéraux ou ions métalliques catalysant les réactions, ainsi que des voies de synthèse, de copie et de persistance de l’ARN.

La lecture la plus prudente de la date d’environ 4,33 milliards d’années est donc celle d’une fenêtre d’opportunité : l’histoire des impacts de la Terre n’empêchait peut-être plus le maintien d’une chimie prébiotique durable. Ce n’est pas une preuve que la vie fondée sur l’ARN était déjà apparue. 2

Et Mars dans tout cela ?

Mars constitue une comparaison intéressante : les impacts peuvent y créer des oasis hydrothermales localisées, et ses terrains anciens conservent potentiellement des indices que la géologie active de la Terre a effacés. Mais le modèle consacré à la Terre ne démontre pas, à lui seul, que Mars est devenue habitable plus tôt.

La conclusion étayée est plus limitée : les environnements hydrothermaux produits par les impacts sont pertinents pour les deux planètes, et Mars reste une cible utile pour tester si des milieux anciens pouvaient satisfaire les exigences chimiques de scénarios sur les débuts de la vie. Affirmer l’existence d’une fenêtre martienne plus précoce exige des données propres à Mars sur la température, l’eau et la géochimie, plutôt qu’une simple extrapolation de la chronologie terrestre. 45