Avec Marcello Fulchignoni, docteur en physique et en mathÈmatiques ‡ l'UniversitÈ de Rome, professeur d'astrophysique ‡ l'UniversitÈ Paris 7; Bruno BÈzard, chargÈ de recherche au dÈpartement de recherches spatiales, Observatoire de Paris, section Meudon ; Christophe Sotin, docteur Ës sciences de l'UniversitÈ Paris 7, actuellement professeur au Laboratoire de planÈtologie et gÈodynamique, facultÈ des sciences de Nantes, qui a participÈ ‡ des expÈriences sur la sonde Cassini et aussi sur la sonde soviÈtique Phobos. Aujourd'hui, son activitÈ de recherche porte essentiellement sur les donnÈes rÈcentes obtenues par les sondes planÈtaires et les apports des sciences de la Terre au projet d'exploration planÈtaire. Il a publiÈ de nombreux articles scientifique. Et HervÈ Cottin, docteur en chimie, actuellement enseignant, chercheur ‡ l'UniversitÈ de Paris 12 CrÈteil ; son domaine de recherche porte essentiellement sur les environnements planÈtaires et les environnements des comËtes, et il a Ègalement participÈ ‡ la rÈdaction de nombreux articles spÈcialisÈs.

Nos invitÈs font ici le point sur la diversitÈ de notre systËme solaire et vont tenter de rÈpondre ‡ un certain nombre de questions telles que : quand et comment se sont formÈes les planËtes du systËme solaire ? Quelle est leur Èvolution ? Quelle est l'origine de la vie sur Terre ? Cette vie a-t-elle pu apparaÓtre ailleurs que sur Terre ? Pourquoi l'astronomie contemporaine a-t-elle besoin de compÈtences de chercheurs en sciences de la Terre ?

Marcello Fulchignoni a dÈbutÈ sa carriËre en tant qu'investigateur ‡ la NASA pour l'Ètude des corps du systËme solaire et des matÈriaux lunaires ramenÈs sur Terre. Aujourd'hui, son activitÈ de recherche porte sur l'origine et l'Èvolution du systËme solaire, et il a publiÈ plus de 200 articles dans des revues internationales. Bruno BÈzard est chargÈ de recherche au CNRS, agrÈgÈ de physique et enseignant ‡ l'Ecole doctorale d'astrophysique d'Ile-de-France ; son domaine de recherche porte plutÙt sur les atmosphËres planÈtaires et il a participÈ ‡ la rÈalisation d'une expÈrience embarquÈe sur les sondes Cassini et Vega, et il est aussi l'auteur de nombreux articles spÈcialisÈs.

Marcello Fulchignoni
Comment s'est formÈ le systËme solaire ? Que sont ses petits corps ? A cette question, nous n'avons pas encore de rÈponse prÈcise, comme beaucoup de questions qui concernent le systËme solaire. Comment s'est formÈ le systËme solaire ? C'est un domaine de pointe de la recherche actuelle dans les sciences planÈtaires. Nous avons des idÈes, un scÈnario dans lequel on essaye de comprendre toujours mieux avec l'exploration spatiale ce que l'on peut prÈsumer. C'est un travail d'archÈologue de la science parce qu'on doit, ‡ partir d'observations qu'on fait maintenant, remonter ‡ ce qui s'est passÈ il y a plus de 4 milliards et demi d'annÈes dans un coin de l'univers dans notre galaxie autour d'une Ètoile qui Ètait en formation et qui est aujourd'hui notre Soleil.

La rÈponse est probablement encore difficile ‡ donner, mais on pense qu'il y avait une nÈbuleuse, comme il y en a plusieurs dans notre galaxie et dans les autres galaxies, une nÈbuleuse surtout formÈe d'hydrogËne avec une petite partie d'autres ÈlÈments plus lourds, et un tout petit peu de poussiËre, moins de 1 % de poussiËre. On appelle poussiËre des choses sur Terre qui sont Ènormes par rapport ‡ ce qu'est la poussiËre dans ce type de nuages interstellaires, c'est quelque chose qui a une masse de moins d'un millioniËme de milliardiËme de gramme, donc quelque chose qui est vraiment absolument invisible, mais qui Ètait suffisant pour Ítre beaucoup plus lourd qu'un atome d'hydrogËne, au moment o˘ quelque chose a provoquÈ une chute de tous ces matÈriaux vers le centre de masse du systËme. «a signifie que les atomes d'hydrogËne ont commencÈ ‡ parcourir des trajectoires radiales, ils se sont concentrÈs au centre du systËme, du nuage interstellaire en question, et les petits grains de poussiËre ont ressenti aussi la prÈsence du gaz, et donc au lieu d'aller directement vers le centre, ils ressentaient aussi la prÈsence de la matiËre le long de la direction verticale, et ils ont commencÈ ‡ descendre en faisant une trajectoire qui n'Ètait pas radiale exactement. Ils ont donc fait une espËce de moustache autour du Soleil, ce qu'on appelle un disque dans le plan Èquatorial de l'Ètoile, et l‡-dedans les grains de poussiËre Ètaient beaucoup plus prËs les uns des autres, ils arrivaient ‡ se rencontrer, s'unir ensemble et former des corps de plus en plus grands.

Les processus de formation d'un corps d'un millioniËme d'un milliardiËme de gramme, quelque chose qui est de l'ordre de milliers de kilomËtres, est la chose la plus difficile ‡ faire. Mais l'ensemble des recherches que nous avons essayÈ de mettre ensemble d˚ ‡ l'exploration aussi du systËme, nous a permis de comprendre un peu mieux ce qu'ont ÈtÈ les diffÈrentes Ètapes qui ont amenÈ deux petits morceaux de matiËre solide aux planËtes que l'on connaÓt aujourd'hui. C'est une histoire assez passionnante, c'est une histoire que nous avons vÈcue tous les trente derniËres annÈes, que j'essayerai de vous faire parcourir avec moi.

La premiËre planËte aprËs le Soleil c'est Mercure, c'est ce qu'on appelle une Terre parce que la masse volumique de la Terre est de 5. Elle a un revÍtement comme celui de la Lune, donc une mini-Terre habillÈe de Lune en quelque sorte. C'est un objet assez important parce qu'il rÈsiste ‡ des tempÈratures extrÍmes, il est le plus proche du Soleil, et du cÙtÈ nuit il fait trËs, trËs froid, plusieurs centaines de degrÈs au-dessous de zÈro, du cÙtÈ jour il fait trËs, trËs chaud, des centaines de degrÈs centigrades au-dessus de zÈro. La deuxiËme planËte est VÈnus. VÈnus on ne peut pas la voir, parce que si on la regarde avec nos yeux, elle est couverte par une couche trËs Èpaisse de nuages qui nous empÍche de voir sa surface. On a pu obtenir une image de VÈnus, avec la sonde Magellan de la NASA qui a utilisÈ un radar pour construire la morphologie de surface. Cette image n'est pas une image photographique, mais une restitution de signaux du radar interne de parties sombres, de parties claires qui correspond plus ou moins ‡ l'ÈlÈvation sur la surface de la planËte. La planËte est beaucoup plus plate que la Terre et Mars, c'est une planËte trËs chaude aussi gr‚ce ‡ l'effet de cette atmosphËre qui nous empÍche d'en voir directement la surface. Elle est aussi le siËge d'un effet de serre Ènorme qui l'amËne ‡ avoir une tempÈrature de surface de l'ordre de plus de 400 ‡ 450 degrÈs, ce qui empÍche la formation de n'importe quelle forme de vie.

La deuxiËme planËte est celle que nous connaissons le mieux et que nous aimons le plus, c'est notre propre planËte, il faut la respecter et bien penser au futur. On voit bien qu'elle est diffÈrente des autres, et ceci a s˚rement des implications sur l'origine de la vie, c'est la seule o˘ il y a une quantitÈ Ènorme de fluides ‡ l'Ètat liquide ‡ sa surface. Mais c'est aussi le seul monde double, c'est la seule planËte double qui existe, et la deuxiËme partie de la planËte c'est la Lune. La Lune et la Terre reprÈsentent quelque chose de trËs important pour comprendre ce qui s'est passÈ entre 4 milliards et demi d'annÈes et aujourd'hui, parce que la Lune a arrÍtÈ son Èvolution plus ou moins ‡ 4 milliards d'annÈes, et la Terre a commencÈ son Èvolution interne, individuelle, ‡ partir de 4 milliards d'annÈes. Donc sur la Lune on va pouvoir enregistrer les événements qui ont intÈressÈ les systËmes entre 4 milliards et demi et 4 milliards d'annÈes, et sur Terre on voit la suite. Donc la connaissance et l'exploration de ces deux mondes nous donnent une idÈe complËte de ce qu'a ÈtÈ l'Èvolution du monde au niveau de la Terre.

A l'extÈrieur de la frontiËre extÈrieure du systËme solaire, il y a un autre petit corps pas trËs loin de la Terre qui est Mars. C'est le cousin le plus proche de la famille de la Terre. Il a une atmosphËre trop faible, mais sur sa surface on a trouvÈ des traces incroyables d'une Èvolution individuelle de la planËte qui sont reprÈsentÈes par des volcans, des montagnes Ènormes de 25 km par rapport aux terrains qui sont autour. Il n'y a pas de surface comme la mer, il faut donc se rÈfÈrer ‡ quelque chose de commun, il y a des vallÈes Ènormes qui traversent la planËte, par exemple 5.000 km de canyons profonds de plus de 10 km; ça signifie que l‡-dedans il y a eu une Èvolution interne de la planËte qui ressemble ‡ celle de la Terre. Il y a une atmosphËre, il y a des calottes polaires, de la glace, il y a des traces d'eau assez importantes. Tout cela est trËs important ‡ voir et ‡ comprendre pour ce qui peut avoir des implications avec l'origine de la vie.

Ensuite, il y a ce qui constitue les briques du systËme solaire, la ceinture d'astÈroÔde, ce qui est restÈ des petits grains de poussiËre qui ont grandi jusqu'‡ mesurer quelques mËtres, quelques centaines de mËtres, quelques kilomËtres de diamËtre, et il y a quelques millions d'objets dont trËs peu sont de grandes dimensions, qui sont pour beaucoup de petites dimensions, qui sont restÈs entre l'orbite de Mars et de Jupiter, tÈmoignant comme congelÈs, en quelque sorte, dans cette position par des effets dynamiques entre Jupiter et Mars et qui sont les tÈmoins de ce qui s'est passÈ au dÈbut de la formation planÈtaire. Ce sont les objets qui ensuite ont continuÈ ‡ augmenter de dimensions ailleurs et ont formÈ les planËtes. L‡, ils se sont arrÍtÈs parce que Jupiter a empÍché ‡ cette population de s'agrÈger en un seul corps, et en explorant ce type d'objets, on va voir ce qu'Ètait la matiËre avant la formation d'une planËte.

Par exemple, maintenant on est en train d'explorer cet objet, et la mission Galileo a explorÈ un certain nombre d'objets, les astÈroÔdes Gaspard, Ida, Mathilde (les dÈcouvreurs ont le droit de nommer les astÈroÔdes comme ils le veulent), et la mission Near, qui signifie exploration d'un objet proche de la Terre, a explorÈ Mathilde et Eros. Eros est un astÈroÔde d'une forme extraordinaire, et c'est ‡ partir du 14 fÈvrier o˘ la sonde s'est mise en orbite autour de l'objet qu'on a eu la possibilitÈ de faire des expÈriences incroyables pour mesurer toutes les propriÈtÈs physiques de l'objet. On est descendu jusqu'‡ 5 km de la surface il y a quelques jours, on a mesurÈ, on a regardÈ la prÈsence d'une sÈrie de petits cailloux de l'ordre d'un mËtre au maximum qui sont sur la surface de l'objet, et c'est trËs important parce qu'un caillou d'un mËtre sur Terre, c'est un caillou qui est sujet ‡ la forme de gravitÈ terrestre. L‡ la force de gravitÈ de cet objet est presque nÈgligeable, et le fait qu'elle reste l‡ cela signifie qu'il a ÈtÈ formÈ, il est restÈ dans une certaine situation qui nous indique quelle est l'histoire de cet objet l‡, en ce moment et pendant 4 milliards d'annÈes, pourquoi il est encore capable de retenir ce type de petits cailloux sur la surface. Tous ces ÈlÈments nous racontent comment il est possible de mettre ensemble, faire accroÓtre et faire grandir ‡ partir de petits objets de planËte, parce que Áa passe ‡ travers un phÈnomËne de collision, et la collision normalement est catastrophique. Nous, nous voulons faire des collisions qui soient au contraire capables de faire augmenter la taille de cet objet.

Passons au domaine des planËtes gÈantes. Jupiter c'est quelque chose qui est en ce moment au centre de l'exploration de la sonde Galileo et Cassini dans quelques jours. Il y a deux sondes, l'une qui va vers Saturne et qui est en train de regarder derriËre Jupiter, et l'autre qui prend des donnÈes et nous donne une idÈe de ce qu'est la suite de la formation d'une planËte qui aprËs avoir mis en place son noyau solide, comme la Terre et les autres, est capable de ramasser autour aussi la partie gazeuse, chose qui ne nous paraissait pas trËs possible parce que le Soleil Ètait nÈ entre temps et avait repoussÈ la partie plus lÈgËre du nuage vers l'extÈrieur, donc vers la partie qui est dominÈe par Jupiter et les autres.

La seconde des planËtes gÈantes est Saturne, et pour moi qui ai vÈcu toute l'histoire de l'exploration planÈtaire l'image de Saturne est Èmouvante. C'Ètait la premiËre fois que l'on voyait la nuit de Saturne. On voit toujours Saturne en plein Soleil, le Voyager qui a pris cette image est passÈ ‡ cÙtÈ, et c'Ètait la premiËre fois qu'on voyait la nuit de Saturne avec une merveilleuse Èclipse avec l'ombre de la planËte qui coupe complËtement les anneaux qui constituent un systËme incroyable de particules qui tournent autour du corps central ; l‡-dedans il y a des phÈnomËnes de croissance et de destruction qui sont en train de se produire. C'est un laboratoire naturel o˘ encore il y a les phÈnomËnes de formation et de destruction qui sont en train de se passer. C'est extrÍmement important de voir ce qui s'y passe pour comprendre si ce que nous, nous pensons de la faÁon dont se forment les planËtes est vrai ou non.

Titan est le plus gros des satellites de Saturne, c'est la cible de la mission Huyghens parce qu'il a une atmosphËre qui ressemble de trËs prËs ‡ celle de la Terre, la pression y est plus haute d'une fois et demie que sur la Terre, et l’atmosphère est constituÈe surtout d'azote comme celle de la Terre. Est-ce un exemple de ce qu'Ètait la Terre avant la formation de la vie ? L‡-dedans peut-on essayer de chercher quelque chose qui nous donne une idÈe de ce qu'Ètait la situation chimique d'avant la prÈsence des premiËres molÈcules qui ont amenÈ ‡ une vie biologique ?

L'image de la planËte Uranus est un peu floue, ceci est d˚ au fait qu'il y a du brouillard dans la planËte. Autour d'Uranus on a trouvÈ un autre systËme d'anneaux, diffÈrent, mais c'est le troisiËme systËme d'anneaux qu'on trouve, Jupiter en a un, Saturne en a un trËs dÈveloppÈ, et Uranus. Les anneaux sont les rÈsidus de la formation planÈtaire, Il y a ces particules qui sont trËs importantes et il a une diversitÈ assez importante entre chaque planËte et les systËmes d'anneaux qui lui correspondent.

Neptune est la plus lointaine des planËtes gÈantes. Elle a Ègalement un systËme d'anneaux qui est aussi bien dÈveloppÈ, avec des arches, des matiËres qui sont plus denses ‡ l'intÈrieur des anneaux. Ces arches de matiËre ont ÈtÈ dÈcouvertes par Monsieur AndrÈ BraÔque ‡ partir du sol, et lorsqu'elles ont ÈtÈ repÈrÈes par les Voyager en 1989, c'Ètait un bicentenaire d'une rÈvolution qui  avait eu lieu, et elles ont ÈtÈ appelÈes LibertÈ, EgalitÈ, FraternitÈ en son l'honneur.

Triton est une planète o˘ il y a la tempÈrature la plus basse du systËme solaire, 37 degrÈs Kelvin, ce qui signifie près de moins 240, et sur laquelle il y a une calotte polaire faite de glace d'azote. Il y a une atmosphËre d'un millioniËme de celle de la Terre, en azote, qui rÈsulte de l'Èvaporation de la calotte sud, mais quand mÍme il y a du volcanisme que l'on voit sur les photos reprÈsentÈ par une espËce de fumÈe en forme de plumes sorties de trous de la surface, et ce type de volcanisme ‡ moins 240 pose des questions sur l'Èvolution de cette surface.

Pluton est la plus lointaine des planËtes. Il est petit, 1.500 km, certains disent que ce n'est pas une planËte, il y a un dÈbat en ce moment l‡-dessus, et certains pensent qu'il appartient dÈj‡ au monde extÈrieur, celui qui est dominÈ par les comËtes. Les comËtes sont trËs importantes parce que situÈes sur la partie extÈrieure des astÈroÔdes, donc Áa devrait Ítre la partie de briques de glace qui ont contribuÈ ‡ la formation du monde extÈrieur, et ensuite ont ÈtÈ ÈjectÈes loin vers les frontiËres extÈrieures du systËme solaire.

Le noyau de la comËte de Halley Èmet une Èmission de gaz, et cette Èmission de gaz est importante parce qu'elle contient toutes les informations sur la nature de la comËte, donc des molÈcules qui sont contenues dans la comËte peuvent Ítre ÈtudiÈes. Et on peut voir comment ces comËtes pourraient venir d'une population de corps qui s'appelle la ceinture de Kuiper qui sont probablement des comËtes qui se trouvent au-del‡ de l'orbite de Neptune dont Pluton ferait partie. On a trouvÈ 300 objets ‡ partir de 1992, et comprendre pourquoi ils sont l‡ est la question qui constitue la nouvelle frontiËre de la recherche dans le systËme solaire. C'est un autre glacier, un autre rÈfrigÈrateur si on veut, o˘ l'information sur l'origine du systËme solaire est bien stockÈe.

Pour finir, si on regarde un astronaute de Apollo 12, c'est un Ítre vivant dans un autre monde. Envoyer des robots explorer les autres mondes co˚te beaucoup moins cher, ils n'ont pas la nÈcessitÈ d'avoir de l'air, de la nourriture, les robots ne salissent pas, ne respirent pas, ne mangent pas, ils ont juste besoin d'un tout petit peu de puissance pour opÈrer, et on a choisi d'envoyer des robots. Mais, la vie est faite de curiositÈ, et la curiositÈ est l'envie d'explorer, l'exploration est instinctive chez l'homme. Nous, nous sommes allÈs vers la Lune qui est tout prËs, et on pourra partir vers Mars, vers les autres Ètoiles, mais ce n'est pas nous qui le ferons, ce sera sans doute quelques gÈnÈrations ‡ venir.

Bruno BÈzard
Quelques mots de prÈsentation de Jupiter pour ceux qui ne seraient pas familiers avec cette planËte. Jupiter est une planËte gÈante d'un rayon d'environ 70.000 km, c'est-‡-dire plus de dix fois celui de la Terre. Jupiter a une masse d'environ trois cents fois celle de la Terre, c'est donc rÈellement un monde gigantesque, c'est une planËte qui est situÈe cinq fois plus loin du Soleil que la Terre, et qui possËde une source d'Ènergie interne, c'est-‡-dire qu'elle Èmet environ cinquante fois plus d'Ènergie qu'elle en absorbe du Soleil ; cette source d'Ènergie interne provient en fait de la lente contraction de la planËte sous l'effet de la gravitÈ. C'est une planËte gazeuse, fluide, sans surface et qui est constituÈe ‡ plus de 99 % d'hydrogËne et d'hÈlium qui sont deux gaz trËs lÈgers.

Jupiter est dans l'actualitÈ astronomique parce qu'il y a actuellement une sonde spatiale amÈricaine qui s'appelle Galileo qui observe Jupiter et ses satellites depuis maintenant presque cinq ans. Revenons cinq ans en arriËre : lorsque Galileo est arrivÈe prËs de Jupiter, elle incorporait un petit module de descente qui s'est sÈparÈ de l'orbiter, et qui a ÈtÈ plongÈ dans l'atmosphËre de Jupiter. Le module de descente s'est freinÈ, la parachute s'est dÈployÈ, le bouclier thermique a ÈtÈ ÈjectÈ et le module de descente a pu alors commencer sa descente stabilisÈe dans l'atmosphËre. C'Ètait la premiËre fois que l'on faisait descendre un module comme Áa dans l'atmosphËre d'une planËte gÈante. A l'aide de dix instruments environ qu'il y avait ‡ bord de Galileo, pendant une heure la sonde a transmis quantitÈ de renseignements intÈressants sur la structure de l'atmosphËre, sa composition chimique, sa tempÈrature, sa pression.

Tous les rÈsultats extrÍmement intÈressants qui ont ÈtÈ obtenus ne peuvent pas Ítre dÈtaillÈs ici, cependant deux d'entre eux qui ont trait ‡ la mÈtÈorologie peuvent Ítre citÈs. La sonde est descendue et a commencÈ ‡ fonctionner vers un niveau de pression d'environ 0,4 bars, 0,4 fois l'atmosphËre de la Terre, et elle a fonctionnÈ jusqu'‡ une pression d'environ 22 bars, 22 fois l'atmosphËre de la Terre, ce qui correspond ‡ une excursion en altitude d'environ 170 km, et ceci pendant une heure. La sonde avait ‡ son bord un instrument qui permettait de mesurer les vents ; on savait dÈj‡ qu'il y avait des vents extrÍmement violents dans la haute atmosphËre de Jupiter, et la sonde a effectivement trouvÈ des vents de l'ordre de 500 km/h lorsqu'elle a commencÈ ‡ fonctionner, et un des rÈsultats trËs importants est qu'au fur et ‡ mesure de sa descente la sonde a vu que ces vents augmentaient rÈguliËrement jusqu'‡ se stabiliser plus profond ‡ une valeur extrÍmement ÈlevÈe d'environ 700 km/h. Pour la mÈtÈorologie, c'est un rÈsultat trËs important.

Il y avait Ègalement ‡ bord un instrument qui permettait de mesurer les concentrations en particules nuageuses dans l'atmosphËre et, d'aprËs des calculs chimiques trËs simples o˘ l'on Ètudie un peu les gaz condensables qui peuvent se condenser en fonction de l'altitude et donc de la tempÈrature, on s'attendait ‡ trouver tout d'abord un nuage fait de cristaux d'ammoniaque vers une pression de 0,7 bars, puis un nuage chimique fait de la rÈaction de l'ammoniaque et de l'hydrogËne sulfurÈ vers un niveau de 2 bars environ, et puis plus profond vers 5 bars un nuage de cristaux de glace d'eau. Et ce n'est pas du tout ce que la sonde a trouvÈ, en fait la sonde a trouvÈ trËs, trËs peu de particules nuageuses, elle a trouvÈ ‡ haute altitude une sorte de brouillard trËs fin localisÈ ‡ peu prËs ‡ l'endroit o˘ l'on attendait l'ammoniaque, plus profond elle a bien trouvÈ quelques particules nuageuses vers la position de ce nuage chimique, mais plus profond on n'a pas du tout vu de trace de cristaux de glace d'eau, ce qui a ÈtÈ une trËs grande surprise. La sonde a Ègalement, ‡ l'aide d'un autre instrument, mesurÈ les profils de concentration de ces gaz condensables et, par exemple, pour l'eau elle a trouvÈ que l'atmosphËre Ètait trËs, trËs sËche, y compris jusqu'‡ 22 bars, la limite ‡ laquelle on dispose d'observations, c'est-‡-dire bien en dessous du nuage d'eau attendu, l‡ o˘ on s'attendait ‡ ce que cet abondance d'eau redevienne en quelque sorte normale, mais ce n'Ètait pas du tout le cas, l'atmosphËre Ètait trËs, trËs, sËche ‡ l'endroit o˘ a plongÈ la sonde.

On a trËs vite compris que la sonde a plongÈ dans une rÈgion trËs particuliËre de la planËte, ce qu'on appelle un point chaud. Un point chaud, c'est un abus de langage, en fait on dit point chaud parce que c'est une rÈgion trËs brillante dans l'infrarouge, mais c'est d˚ au fait que c'est une rÈgion trËs claire o˘ il n'y a quasiment pas de nuages, ce qui fait que le rayonnement infrarouge peut s'Èchapper facilement. En fait, ces points chauds sur les photos sont reprÈsentÈs par des t‚ches sombres et lÈgËrement bleutÈes, et ils ne couvrent environ de 1 ‡ 2 % de la planËte, et c'est un peu par hasard que la sonde a plongÈ dans une de ces rÈgions trËs particuliËres.

En dehors de ces rÈgions, la structure de Jupiter consiste en une alternance de zones claires, nuageuses, et puis de ceintures beaucoup plus sombres o˘ l'opacitÈ nuageuse est plus faible, et ‡ ces structures correspondent des vents trËs violents qu'on appelle des jets stream qui vont alternativement vers l'est et vers l'ouest, Áa c'est la circulation gÈnÈrale. Et ce que Galileo a montrÈ c'est que ces vents persistent trËs, trËs profond, ce qui veut dire que ce systËme de circulation est probablement ancrÈ trËs profond dans l'atmosphËre, voire mÍme jusque dans l'intÈrieur de la planËte. Ce qui contraste avec la Terre o˘ il y a Ègalement des vents trËs violents vers 6 km d'altitude, des jets stream, des courants jets en franÁais, mais ces jets stream ne persistent pas lorsqu'on approche de la surface, leur intensitÈ diminue trËs rapidement et on a des vents beaucoup moins forts ‡ la surface de la Terre. C'est donc une circulation trËs diffÈrente de celle qu'on connaÓt sur la Terre.

L'orbiter a pu faire des observations dÈtaillÈes de ces points chaud semblables ‡ celui dans lequel la sonde a plongÈ, et on a vu des images d'un de ces points chaud qui montraient une rÈgion relativement Ètendue de plusieurs milliers de kilomËtres, presque le rayon de la Terre, une rÈgion qui est entourÈe de panaches nuageux trËs brillants, trËs nuageux qui entourent ce point chaud, et au nord de ce point chaud des rÈgions trËs turbulentes qui sont en fait des rÈgions de type cyclonique. 

Galileo a pu Ègalement mesurer les vents, la mÈtÈorologie de ces rÈgions-l‡. Ces vents sont mesurÈs en regardant des images successives et le dÈplacement des petits motifs nuageux, et ce que l'on voit c'est qu'il y a des dÈplacements trËs forts de masses d'air qui convergent vers ce point chaud et trËs peu de matiËre qui s'en Èloigne. Il y a beaucoup de matiËre qui arrive, et la matiËre n'a plus qu'une solution qui est de plonger violemment vers le bas dans l'atmosphËre. Ce sont donc des zones qu'on appelle de convergence ou de subsidence o˘ il y a des descentes d'air extrÍmement violentes ‡ cet endroit-l‡. Tout rÈcemment, des dynamiciens ont Ègalement fait des simulations numÈriques qui tentent d'expliquer cette alternance de points chauds et de rÈgions de panaches trËs nuageux. Ils expliquent Áa par la propagation d'une sorte d'onde, un peu comme des montagnes russes o˘ il y a de l'air humide qui monte dans ces panaches, qui va donc provoquer la condensation des espËces condensables et puis, violemment, il y a une sorte d'immense trou d'air de 50 ‡ 100 km, ce qui est Ènorme par rapport ‡ ce que l'on connaÓt sur Terre, o˘ l‡ l'air assÈchÈ va descendre, ce qui explique ‡ ce moment-l‡ qu'il n'y a plus de condensation, donc plus de nuages, et puis l'atmosphËre est extrÍmement sËche. Ce qui permet de comprendre un peu mieux ce qu'a observÈ le module de descente en dÈcembre 95.

A bord de l'Orbiter Galileo, la camÈra dispose de plusieurs filtres dont certains dans le domaine infrarouge que nos yeux ne peuvent pas percevoir. Dans le domaine infrarouge il y a des longueurs d'onde, des couleurs qui sont plus ou moins absorbÈes par les gaz de l'atmosphËre, et lorsqu'il s'agit d'un filtre o˘ l'atmosphËre absorbe, on ne peut voir que ce qui est trËs haut dans l'atmosphËre, lorsque l'atmosphËre absorbe moins, on peut voir beaucoup plus profond dans l'atmosphËre. En combinant trois couleurs infrarouge de ce type, on peut arriver ‡ remonter une information sur l'altitude des formations nuageuses, et on obtient ainsi une vraie vision en trois dimensions de l'atmosphËre de Jupiter. C'est ce type d'images qui ont pu Ítre recueillies, o˘ le choix des fausses couleurs fait que ce qui est bleu correspond ‡ des nuages fins et ÈlevÈs, ce qui est rouge a des nuages plus profonds et ce qui est blanc a des nuages ÈlevÈs et Èpais.

Galileo a Ègalement ÈtudiÈ d'autres phÈnomËnes mÈtÈorologiques, le plus connu Ètant la grande tache rouge de Jupiter, c'est le systËme mÈtÈorologique le plus gros de tout le systËme solaire, elle fait 20.000 km dans sa plus grande dimension, on pourrait y caser deux fois la Terre. On a pu utiliser ici Ègalement des filtres dont les couleurs dans l'infrarouge sont dans diffÈrentes altitudes, et on a pu voir des images montrant la structure nuageuse relativement profonde et, en descendant, un petit peu d'absorption par l'atmosphËre, l'aspect changeant lÈgËrement, et puis une longueur d'onde dans laquelle l'atmosphËre absorbe beaucoup et on ne peut voir que le centre de la tache rouge, ce qui indique bien qu'il y a des nuages ‡ trËs haute altitude au-dessus de cette tache rouge. Cette tache rouge est en fait un systËme anticyclonique, c'est une zone de haute pression o˘ il y a de l'air ascendant qui forme des nuages et des mouvements qui sont dans le sens contraire des aiguilles d'une montre autour de la tache rouge, ce qui indique un mouvement anticyclonique puisqu'on est dans l'hÈmisphËre sud, alors que le centre bouge trËs peu, on a mÍme un petit mouvement dans l'autre sens, dans le sens des aiguilles d'une montre, qui est plutÙt cyclonique. Ce genre d'animation permet de voir comment se fait la circulation sur ces anticyclones gigantesques. Ce sont des structures Ègalement trËs, trËs stables, puisque la tache rouge on la connaÓt depuis qu'on observe Jupiter c'est-‡-dire depuis plus de 300 ans, et elle est toujours l‡, elle bouge un peu en longitude mais reste extrÍmement stable.

La tache rouge a des cousins, en quelque sorte, d'autres anticyclones qu'on appelle des ovales blancs, ce sont des structures plus petites qui sont Ègalement stables, deux d'entre eux sont apparus dans les annÈes 30, et ils sont souvent accompagnÈs de zones turbulentes, chaotiques, autour d'eux. Selon ce mÍme principe d'images de fausses couleurs, on a pu voir que les ovales apparaissent en blanc bleutÈ, ce qui signifie la prÈsence de nuages encore trËs, trËs haut, une zone ascendante avec des nuages trËs, trËs haut, avec au milieu la structure cyclonique apparaissant en brun rouge situÈe beaucoup plus profond. Ce n'est donc pas du tout la mÍme structure, il y a ici une alternance de cyclones et anticyclones.

Ces ovales existaient depuis les annÈes 30, et Galileo a eu la chance d'Ítre l‡ lorsque ces deux ovales ont disparu, puisque sur des images prises un an et demi aprËs, on a pu voir que les deux ovales ont fusionnÈ en un seul ovale gigantesque avec beaucoup de turbulences autour. C'est un phÈnomËne mÈtÈorologique vraiment unique qui ne se produit pas trËs souvent, et qui fait le bonheur des dynamiciens et des modÈlisateurs. Sur des agrandissements d'images de cette rÈgion de la tache rouge on a pu voir, sur des photos prises ‡ plus d'une heure d'intervalle, des petites structures blanches qui Èvoluent trËs rapidement. Certaines apparaissent, disparaissent, et elles rappellent fortement ces nuages d'orage qu'on trouve sur Terre. Par des modËles, on peut montrer que la base des nuages se situe trËs profond, ‡ plusieurs bars, et le seul gaz qui peut condenser ‡ de telles pressions c'est l'eau. Ceci est important, parce que le module de descente n'avait pas vu de trace d'eau, mais de telles observations montrent qu'en fait l'eau est quand mÍme l‡, et qu'il y a des endroits o˘ se forment des nuages trËs violents d'eau, beaucoup plus violents sur Jupiter que sur Terre, des montÈes de plus de 1.000 km, alors que sur Terre en gÈnÈral de tels nuages n'excËdent pas 100 ou 200 km. Le caractËre de nuages d'orage est confirmÈ par la dÈtection d'Èclairs sur de telles structures. On est donc trËs proche, par rapport ‡ ces exemples-l‡, de la mÈtÈorologie terrestre, mais ‡ une trËs grande Èchelle.

Pour terminer, concernant l'avenir proche, on a vu que Galileo Ètait en orbite autour de Jupiter, mais un autre vaisseau spatial approche de Jupiter, c'est Cassini. Cassini a ÈtÈ lancÈ en 1997, et est parti pour explorer Saturne et Titan qu'il atteindra en 2004. Sa trajectoire est trËs compliquÈe; en fait la sonde va passer vers Jupiter qu'il va frÙler le 30 dÈcembre 2000, il va d'ailleurs en profiter pour s'accÈlÈrer lÈgËrement pour aller plus vite vers Saturne, cette rencontre sera l'occasion d'observations conjointes entre Galileo et Cassini, ce qui sera extrÍmement intÈressant. A titre d'exemple, sur une sÈrie d'images dÈj‡ prises par Cassini il y a une quinzaine de jours, on peut voir la rotation de Jupiter heure aprËs heure, et c'est ce genre d'observations combinÈes avec celles de Cassini, observations de la dynamique et de l'environnement magnÈtique qui seront extrÍmement fructueuses dans les mois ‡ venir.

Monsieur Fulchignoni, vous avez dit que la ceinture d'astÈroÔdes entre Mars et Jupiter Ètait le rÈsultat de poussiËres qui ne s'Ètait pas agglomÈrÈe en planËte. Mais pourtant, il y a des astÈroÔdes qui tombent sur Terre et qui sont mÈtalliques, d'o˘ viennent ces astÈroÔdes mÈtalliques ?

Marcello Fulchignoni
C'est le rÈsultat de la premiËre partie de la crÈation d'une planËte qui ne s'est pas achevÈe. Les petites poussiËres ont commencÈ ‡ se crÈer partout dans le systËme solaire, et au niveau de Mercure et de Mars elles sont arrivÈes avec un processus de croissance cannibale, c'est-‡-dire qu'il y avait partout une situation telle que celle d'aujourd'hui dans la ceinture des astÈroÔdes. Et les plus grands ont commencÈ ‡ cannibaliser ce qu'il y avait autour, et plus ils devenaient gros, plus ils avaient d'appÈtit, et plus ils mangeaient. Donc, ils ont dÈvorÈ tous leurs semblables autour et ont formÈ la planËte. Ce processus est possible car il a une possibilitÈ, par le dÈcor qui est en train de se crÈer, de faire sentir son influence gravitationnelle sur les autres. Jupiter a rÈglÈ l'espace dans la ceinture des astÈroÔdes d'une faÁon telle que les astÈroÔdes pour une certaine partie d'entre eux ont ÈtÈ rejetÈs ‡ l'extÈrieur, et une certaine partie a ÈtÈ envoyÈe vers le Soleil, et les autres sont restÈs dans des orbites qui n'avaient plus la possibilitÈ d'interagir de maniËre forte l'une avec l'autre. Donc, ils sont restÈs congelÈs dans la situation o˘ ils se trouvaient. C'est une planËte qui n'est pas nÈe, en quelque sorte les astÈroÔdes qui tombent sur Terre sont des astÈroÔdes qui arrivent ‡ s'Èchapper de la ceinture d'astÈroÔdes par un processus de jeu de billard cosmique qui les amËnent ‡ passer ‡ cÙtÈ de la Terre, et il y a des petits corps, les mÈtÈorites entre autres, qui peuvent atteindre notre orbite et tomber sur Terre ou sur la Lune, ou sur Mars. Tous les cratËres que nous voyons sur les planËtes internes au systËme solaire sont le produit de collisions cosmiques avec des corps de type astÈroÔdal qui Ètaient prÈsents autour de la planËte, c'est la phase finale de la crÈation. Maintenant, ces collisions heureusement sont plus rares, mais c'est l‡ que rÈside l'intÈrÍt des astÈroÔdes, parce qu'ils Ètaient en train de se crÈer, Jupiter est arrivÈ ‡ Ítre assez grand pour empÍcher cette croissance, et donc ils sont restÈs surgelÈs dans une situation qui Ètait la situation de tout le systËme ‡ ce moment-l‡. En Ètudiant les astÈroÔdes maintenant, on recueille des renseignements sur ce qu'Ètait le systËme solaire avant la formation de la vie.

Si je comprends bien, dans le systËme solaire comme partout c'est la loi du plus fort ? Les gros mangent les petits.

Marcello Fulchignoni
La loi de la nature est toujours dure.

Monsieur BÈzard, avant que la premiËre sonde tombe sur Jupiter, on avait fait des hypothËses, elles ont ÈtÈ infirmÈe par le toit de la sonde qui est tombÈ, si j'ai bien compris, dans un trou. On n'a donc pas trouvÈ de vapeur d'eau, mais qu'a-t-on trouvÈ ?

Bruno BÈzard
On a trouvÈ un peu de vapeur d'eau, mais l'atmosphËre Ètait quand mÍme trËs sËche. On a trouvÈ d'autres corps, comme le mÈthane, on a trouvÈ des quantitÈs de mÈthane qu'on attendait d'ailleurs, qu'on avait dÈj‡ mesurÈes depuis la Terre, et puis on a mesurÈ Ègalement l'hydrogËne, l'hÈlium, certains gaz rares, l'argon, le krypton, le xÈnon, etc., de l'hydrogËne sulfurÈ, donc on a quand mÍme trouvÈ beaucoup de choses. Ce qui a posÈ problËme c'est plutÙt l'abondance des corps condensables comme la vapeur d'eau et puis un peu d'ammoniaque, parce qu'on s'attendait ‡ ce qu'on mesure leur vraie abondance lorsqu'on allait Ítre suffisamment profond. Or, mÍme ‡ 22 bars on a trouvÈ qu'il y avait un lÈger manque, il y avait trËs peu de vapeur d'eau, l'hydrogËne sulfurÈ manquait Ègalement un peu, mais c'est un phÈnomËne mÈtÈorologique d˚ au fait que la sonde a plongÈ dans une sorte de trou d'air trËs localisÈ o˘ il y a des descentes d'air assÈchÈ. Mais ce que pensent maintenant les scientifiques c'est que si on avait fait descendre la sonde ailleurs, on aurait trouvÈ de la vapeur d'eau et de l'ammoniaque en quantitÈ normale.

Vous nous avez parlÈ de cyclones, anticyclones, ce sont des termes propres ‡ l'atmosphËre terrestre, est-ce qu'on n'est pas tentÈ de faire un peu rapidement le parallËle entre les deux atmosphËres ?

Bruno BÈzard
Il y a des parallËles et des diffÈrences, il y a des structures qui sont proches, mais il y a de trËs fortes diffÈrences dans la mÈtÈorologie. Par exemple, les anticyclones sont des zones de haute pression sur les deux planËtes, mais la grande rouge et les ovales blancs sont des anticyclones et l‡-dedans il y a de l'air ascendant qui monte, qui est humide et qui forme des nuages, ceci est diffÈrent de la Terre. Je crois que la grosse diffÈrence dans la mÈtÈorologie vient d'un paramËtre qui est un peu difficile ‡ expliquer ici, qui est d˚ au fait que la planËte Jupiter tourne trËs, trËs vite sur elle-mÍme, en une dizaine d'heures, et que les structures sont beaucoup plus grandes, et ceci fait que les mouvements d'air sont rÈgis par une force qui est assez nÈgligeable sur Terre mais qui est importante sur Jupiter, qu'on appelle la force de Coriolis, et qui fait que la mÈtÈorologie est diffÈrente de par la rotation rapide de la planËte.

Monsieur BÈzard, vous avez dit que dans la mission Cassini l'engin Ètait accÈlÈrÈ au passage d'une planËte. J'ai dÈj‡ lu cette chose-l‡, mais Áa m'a toujours ÈtonnÈ parce que autant on comprend qu'il y ait une accÈlÈration en arrivant vers la planËte, mais quand il s'Èloigne, normalement la décélération doit Ítre de la mÍme valeur.

Bruno BÈzard
Quand elle s'Èloigne, elle se ralenti lÈgËrement, mais le bilan global donne une accÈlÈration ‡ condition que la sonde passe derriËre la planËte, croise l'orbite de la planËte mais derriËre, lorsque la planËte fait sa course autour du Soleil; elle est en quelque sorte entraÓnÈe par la planËte dans son mouvement autour du Soleil. Donc, le bilan final donne une accÈlÈration. Si la planËte ne bougeait pas autour du Soleil, vous auriez tout ‡ fait raison, il y aurait d'abord accÈlÈration, puis dÈcÈlÈration, le bilan serait nul. Mais le fait que la planËte elle-mÍme tourne autour du Soleil donne une sorte d'effet d'entraÓnement, la sonde suit la planËte un petit peu et se retrouve accÈlÈrÈe. Si elle passait devant, elle serait freinÈe, et l‡ ce serait trËs mauvais, il faut qu'elle passe dans le sillage de la planËte, derriËre la planËte.

Marcello Fulchignoni
Et c'est bien le mÈcanisme qui est utilisÈ soit pour Galileo, soit pour Cassini, qui consiste ‡ utiliser les satellites les plus gros de Jupiter ou de Saturne pour faire changer l'orbite pendant les annÈes qui se sont ÈcoulÈes ‡ partir de la premiËre descente de la sonde. Ce qui signifie que ce type d'entraÓnement est essentiel pour gÈrer la mission sur de longues pÈriodes.

Christophe Sotin
Pourquoi les sciences de la Terre ? C'est simplement quelque chose d'historique. Au dÈpart les astronomes regardaient les planËtes depuis les tÈlescopes, et on n'avait finalement accËs qu'‡ l'atmosphËre des planËtes, et de temps en temps ‡ leur surface. Maintenant, avec les sondes on a accËs non seulement ‡ la surface de faÁon extrÍmement prÈcise par des photos, par exemple, o˘ on a besoin des compÈtences de gÈomorphologues, de gÈographes, des gens qui Ètudient le volcanisme, la tectonique, et on a aussi maintenant des donnÈes qui nous permettent de caractÈriser la structure interne des planËtes. Et ce sont les mÍmes types de techniques qui sont utilisÈs pour connaÓtre la structure interne de la Terre. Les gens qui Ètudient la Terre vont pouvoir mettre ‡ profit leurs compÈtences pour pouvoir Ètudier les autres planËtes. 

Pourquoi Ètudie-t-on les planËtes, en dehors de la connaissance des mondes qui nous entourent ? C'est qu'il y a un autre intÈrÍt qui est de comprendre les processus physiques et chimiques qui gouvernent l'Èvolution des planËtes, et ces processus sont les mÍmes que l'on regarde la Terre ou bien que l'on regarde VÈnus, Mars ou Mercure. Regarder les autres planËtes c'est un peu comme le physicien qui, pour comprendre un processus physique, va rÈaliser des expÈriences dans diffÈrentes conditions de pression, de tempÈrature, et d'autres paramËtres qui peuvent varier. Nous, nous ne pouvons pas recrÈer des planËtes, mais par contre nous pouvons observer les autres planËtes, et dans ces autres planËtes on va voir les mÍmes processus, mais ils sont un peu diffÈrents, et Áa va nous apporter quelque chose pour comprendre ce qui se passe sur la Terre.

Un autre problËme important, c'est l'origine de la vie. Comprendre comment on passe de ce qu'on appelle la chimie prÈbiotique, c'est-‡-dire comment on est passÈ des ÈlÈments, aux premiËres molÈcules, ‡ des molÈcules un peu complexes comme les acides aminÈs que l'on retrouve partout, comment est-ce qu'on est passÈ de ces molÈcules un peu complexes aux premiers organismes. C'est Èvidemment une question que l'on se pose tous et qu'on n'a pas rÈsolue, sur Terre en particulier, et l'une des raisons pour laquelle on ne l'a pas rÈsolue sur Terre, c'est que sur Terre il y a la tectonique des plaques qui nous a effacÈ les enregistrements des roches qui se sont formÈes pendant le premier milliard d'annÈes de la Terre. Or, la vie est apparue pendant le premier milliard d'annÈes de la Terre. Peut-Ítre qu'en allant voir sur Mars des roches qui datent du premier milliard d'annÈes, c'est-‡-dire entre 4,6 et 3,5 milliards d'annÈes, et sans doute que sur Mars les conditions Ètaient assez proches de celles qui existaient sur la Terre, peut-Ítre que l‡ on a les enregistrements de ce qui s'est produit pour passer de cette chimie qu'on appelle prÈbiotique, avant la vie, aux premiers organismes vivants. Et Èvidemment, un quatriËme objectif qui est de parler de l'homme sur les planËtes, Marcel Fulchignoni nous a montrÈ l'homme sur la Lune, et on pense aussi ‡ l'homme sur Mars, mais ce sont Èvidemment de futurs projets, c'est peut-Ítre un trËs beau projet pour le XXIe siËcle.

Lorsqu'on m'a demandÈ de parler sur les derniËres nouvelles du systËme solaire, je me suis dit qu'on allait parler aussi des missions qui sont en cours. Actuellement, il y a une mission autour de Mars qui s'appelle la mission Mars Global Surveyor (MGS). Cette mission a ÈtÈ lancÈe en 1997, c'est un orbiter qui tourne autour de Mars. Cette mission fonctionne toujours actuellement, elle nous fournit des images particuliËrement intÈressantes de la surface de Mars. Autre mission, c'est la mission Galileo. On a parlÈ de Jupiter, mais autour de Jupiter il y a des mondes absolument fascinants, ce sont les satellites de Jupiter, des satellites galilÈens, Io, Europe, GanymËde et Callisto. Callisto et GanymËde sont des corps qui font environ 2.500 km de rayon, c'est la taille ‡ peu prËs de Mercure, plus gros que notre Lune, ce sont donc des planËtes ‡ l'intÈrieur desquelles les processus d'Èvolution, les processus tectoniques, les processus volcaniques mÍme sont analogues ‡ ceux qui se produisent sur la Terre. Donc Ètudier des satellites de Jupiter, c'est aussi trËs intÈressant. La mission Galileo explore ce systËme, mais c'est une mission qui est en fin d'activitÈ. Comme elle est en fin d'activitÈ on lui fait faire des choses absolument incroyables, par exemple, passer tout prËs de Io, prendre des taux de radiation absolument incroyables, on essaie de la faire mourir et je pense que nous allons y arriver. La mission Cassini qui va passer prËs de Jupiter ‡ la fin dÈcembre, dont on commence dÈj‡ ‡ avoir des donnÈes, arrivera dans le systËme de Saturne en 2004. Et pour avoir commencÈ ‡ prÈparer cette mission dËs la fin des annÈes 80, quatorze ans avant d'avoir les premiËres donnÈes d'une mission que vous prÈparez, c'est long ! Et on a un peu h‚te d'arriver ‡ cette fin 2004.

L'analyse de l'imagerie haute rÈsolution permet, par exemple sur la planËte Mars, de donner des images du canyon de la Valley's Marineris et de grands volcans, ceci par la camÈra qui est sur la sonde amÈricaine Mars Global Surveyor. On peut y voir le dÈtail de coulÈes qui tombent et on imagine que c'est peut-Ítre de l'eau qui est tombÈe. Mais ‡ la surface de Mars l'eau ne peut pas exister, la molÈcule H≤0 ne peut pas exister sous forme liquide, la pression est trop faible, on est en dessous de ce qu'on appelle le point critique, c'est-‡-dire que la molÈcule de H≤O va passer directement de l'Ètat solide ‡ l'Ètat gazeux. Par contre, il existe sur Mars des canaux. Dans le passÈ, il y a trois milliards d'annÈes peut-Ítre, ou peut-Ítre 500 millions d'annÈes, on n'en sait rien, on n'a aucune datation absolue ‡ la surface de Mars, il y avait de l'eau liquide, donc l'atmosphËre de Mars a disparu. Pourquoi a-t-elle disparu ? C'est une des grandes questions ‡ laquelle nous n'avons pas de rÈponse actuellement. Certaines images agrandies donnent vraiment l'impression qu'il y a eu des Èboulis.

D'autres nouvelles qui intÈressent les gÈophysiciens ce sont les donnÈes de la topographie et de la gravimÈtrie, c'est-‡-dire l'accÈlÈration du champ de pesanteur ‡ la surface de Mars. Et maintenant on arrive ‡ connaÓtre la position d'une sonde autour de Mars ‡ une prÈcision mÈtrique, et Áa on le fait depuis la Terre. Finalement, on connaÓt la topographie de Mars avec une rÈsolution verticale qui est d'un mËtre, et on a un point tous les 300 mËtres. On a utilisÈ un laser qui Ètait dans une longueur d'onde de 1,06 microns, c'est donc dans le proche infrarouge; s'il y a des Martiens qui voient dans l'infrarouge, ils ont un spot qui les Èclaire constamment depuis trois ans maintenant.

Cette connaissance de la topographie nous permet de mieux interprÈter les variations de l'accÈlÈration de la pesanteur. Comment mesure-t-on les variations de l'accÈlÈration de la pesanteur ? On les mesure gr‚ce ‡ l'observation de la vitesse des sondes autour de Mars. C'est connu dÈj‡ depuis un peu plus longtemps, puisqu'il y a eu pas mal de sondes qui ont tournÈ autour de Mars. On connaissait dÈj‡ le champ de pesanteur, ses variations en fonction de la latitude et de la longitude, mais on Ètait incapables de les interprÈter parce qu'on n'avait pas la topographie. Il est aisÈ d'imaginer que la topographie, par exemple, c'est en fait un excËs de masse, donc un excËs de masse engendre une variation de l'accÈlÈration de la pesanteur. Si jamais on n'a pas la topographie, on ne pourra rien dire sur les anomalies de masse qui peuvent exister ‡ l'intÈrieur de la planËte. Quand on est gÈophysicien, la premiËre chose ‡ faire lorsqu'on utilise un gravimËtre, c'est de bien connaÓtre la topographie, c'est pour Áa qu'on voulait avoir la topographie martienne avec une grande prÈcision.

L'une des choses que l'on peut faire, une fois qu'on connaÓt bien la topographie et le champ gravimÈtrique, c'est de calculer l'Èpaisseur minimale de la cro˚te martienne. C'est un exemple d'application rÈcent qui date du milieu de cette annÈe. La cro˚te est la partie externe qui est composÈe de lave, ce qui est issu finalement du volcanisme de la planËte et qui va crÈer quelque chose qui est diffÈrent de l'intÈrieur de la planËte qu'on appelle le manteau. Cette cro˚te martienne a une Èpaisseur minimale de 0 km l‡ o˘ c'est petit, mais Áa pourrait trËs bien Ítre de 20 km, c'est l'Èpaisseur minimale, on n'est pas capable de donner des valeurs absolues actuellement. L'Èpaisseur de la cro˚te dans l'hÈmisphËre nord est trËs faible, tandis que dans l'hÈmisphËre sud elle est beaucoup plus importante.

On peut faire l'analogie avec la Terre. Sur Terre il y a deux types de cro˚tes, la cro˚te ocÈanique et la cro˚te continentale. La cro˚te ocÈanique est remarquablement constante, elle fait 5 ‡ 6 km d'Èpaisseur sous tous les ocÈans. La cro˚te continentale terrestre fait environ 70 km. Sur Mars, il y a une cro˚te peu Èpaisse dans l'hÈmisphËre nord, et une cro˚te trËs Èpaisse dans l'hÈmisphËre sud, avec des valeurs qui vont de 80 ‡ 90 km. Il y a donc cette dichotomie entre l'hÈmisphËre nord et l'hÈmisphËre sud qu'on n'explique pas actuellement sur Mars. On aurait fort envie de dire que c'est un peu comme sur la Terre, il y a peut-Ítre eu une tectonique mais avec deux plaques uniquement, une plaque hÈmisphËre nord et une plaque hÈmisphËre sud. Mais le contact entre les plaques n'est pas le mÍme que les contacts qui existent entre les plaques terrestres. On se pose donc beaucoup de questions et on se dit que peut-Ítre il y avait une tectonique qui existait sur Mars il y a trËs, trËs longtemps, il y a un ou deux milliards d'annÈes. Voil‡ un exemple de problËme qui est intÈressant lorsqu'on compare les autres planËtes, c'est le problËme de la tectonique des plaques, pourquoi finalement la Terre est la seule planËte avec une tectonique des plaques actives.

Jupiter a un satellite, Io, c'est celui qui est le plus proche de Jupiter, et c'est la seule autre planËte du systËme solaire o˘ il y a un volcanisme actif, autre que la Terre. Il y a un volcanisme trËs, trËs important. Il existe une carte du flux de chaleur, qui vient de sortir, je crois qu'elle n'est pas encore publiÈe, c'est l'auteur qui me l'a envoyÈe, on a des flux de chaleur sur Jupiter qui sont de 2 watts/m≤, alors que sur Terre on a 75 mW/m≤, c'est-‡-dire qu'on a un flux de chaleur sur Io qui est presque trente fois plus important que celui qui existe sur Terre, c'est Ènorme. Le mÈcanisme qui produit la chaleur est diffÈrent de celui qui existe sur Terre, c'est sans doute liÈ ‡ la rotation de Io autour de Jupiter et ‡ l'effet de rÈsonance qui existe avec les autres satellites de Jupiter, GanymËde et Europe, mais Áa produit ÈnormÈment de chaleur. Concernant le volcanisme, par contre, c'est le mÍme principe que ce qui se passe sur Terre, c'est le mÍme type de volcanisme. Et ce qui est absolument fascinant pour les gens qui Ètudient le volcanisme, c'est que Áa implique des taux de fusion tellement importants que le volcanisme qui existe sur Io pourrait Ítre le volcanisme qui a existÈ sur Terre il y a 3 milliards d'annÈes, quand la Terre Ètait plus chaude, quand les laves formaient en fondant un pourcentage beaucoup plus important de l'intÈrieur de la Terre. Actuellement, les laves d'une roche du manteau qui fond sont ‡ peu prËs de 10 %. Il y a 3 milliards d'annÈes, c'Ètait 30 ‡ 50 % de la roche qui fondaient.

On a parlÈ des volcanologues, mais les spÈcialistes de la tectonique se rÈjouissent aussi ‡ regarder les satellites de Jupiter. A la surface d'Europe on peut voir des blocs, et ces blocs donnent l'impression qu'ils se sont dÈtachÈs les uns des autres. Au dÈpart, on a dit que c'Ètait des icebergs qui s'Ètaient dÈtachÈs d'une banquise, mais lorsqu'on a des icebergs qui se dÈtachent d'une banquise, entre la banquise et l'iceberg il y a de l'eau. Or, vu la tempÈrature qui rËgne ‡ la surface d'Europe, il ne peut pas y avoir d'eau, il ne peut y avoir que de la glace, que du solide. Et on a plutÙt une espËce de micro-tectonique des plaques sur Europe, et on se retrouve donc avec des phÈnomËnes sur Europe qui s'approchent finalement d'une tectonique des plaques, pas ‡ la mÍme Èchelle que ce qui existe sur Terre, ‡ une Èchelle diffÈrente, mais toujours avec des processus physiques identiques ‡ ceux qui existent sur Terre.

Un autre exemple, le champ magnÈtique. Le champ magnÈtique sur Terre, tout le monde a sans doute dÈj‡ utilisÈ une boussole, on sait lorsqu'on utilise une boussole, quand on va ‡ peu prËs vers le nord, la boussole indique le nord tout simplement parce que la Terre a un champ magnÈtique propre qu'on appelle champ magnÈtique bipolaire. Lorsqu'on a commencÈ ‡ aller voir les autres planËtes, VÈnus et Mars, on s'est dit qu'on devrait y trouver aussi un champ magnÈtique, et surprise, pas de champ magnÈtique sur VÈnus et sur Mars. Par contre, Galileo regarde et observe, ‡ l'aide d'un magnÈtomËtre, les satellites de Jupiter et il trouve que GanymËde qui est un satellite de glace a un champ magnÈtique. Sur Terre, on sait ‡ quoi est d˚ le champ magnÈtique, on sait qu'il est d˚ ‡ la prÈsence d'un noyau de fer liquide au centre de la Terre, donc des tempÈratures extrÍmement ÈlevÈes, des tempÈratures qui sont supÈrieures ‡ 5.000 degrÈs. Comment imaginer que sur GanymËde il y ait un noyau de fer liquide, ‡ des tempÈratures un peu plus faibles parce que la pression est faible mais qui peuvent quand mÍme atteindre 1.500 ou 2.000 degrÈs, alors qu'on est dans un environnement extrÍmement froid. 

On se retrouve l‡ avec une observation extrÍmement intÈressante. Le jour o˘ on saura expliquer le champ magnÈtique de la Terre, il faudra que le modËle puisse aussi expliquer le champ magnÈtique de GanymËde. Une autre planËte qui a un champ magnÈtique, c'est Mercure, on a dÈcouvert des champs magnÈtiques induits dans Callisto et Europe, une absence de champ sur Mars et VÈnus, voil‡ des observations qui vont nous permettre de comprendre le fonctionnement du champ magnÈtique terrestre.

Surprise avec Mars Global Surveyor, on revient ‡ Mars, on a dÈcouvert qu'il existait des roches qui Ètaient aimantÈes ‡ la surface de Mars. C'est un mÈcanisme d'aimantation qu'on connaÓt bien sur Terre; lorsque les laves arrivent ‡ la surface de la Terre, quand elles cristallisent elles enregistrent un pourcentage de champ magnÈtique qui existe ‡ la surface de la Terre. Sur Mars on observe un champ qu'on appelle un champ crustal rÈmanent, et qui est une preuve qu'une dynamo a fonctionnÈ dans le passÈ. Et Áa nous apporte une autre observation, c'est que la dynamo a pu fonctionner et a pu s'arrÍter. Pourquoi la dynamo s'est-elle arrÍtÈe ? Et l‡, une nouvelle question, une nouvelle contrainte sur les modËles de dynamo terrestre. De plus, sur Mars l'intensitÈ de ce palÈochamp est assez forte, on a quelque centaines de  teslas, mÍme jusqu'‡ 1.500  teslas ‡ une altitude de 100 km, ce sont des valeurs extrÍmement fortes, sur Terre on ne dÈpasse les 400.

J'ai prÈsentÈ ici quelques exemples du champ magnÈtique terrestre qui est ‡ peu prËs bipolaire, s'il Ètait complËtement bipolaire Áa serait tout rouge dans l'hÈmisphËre nord et tout bleu dans l'hÈmisphËre sud. Une particularitÈ absolument fascinante, ce champ magnÈtique s'inverse, c'est-‡-dire qu'actuellement ce n'est pas le pÙle nord magnÈtique qui est alignÈ avec le pÙle nord gÈographique, en fait c'est le pÙle sud magnÈtique qui est au pÙle nord gÈographique, et le pÙle nord magnÈtique qui est au pÙle sud gÈographique. Dans le passÈ Áa s'est inversÈ, le pÙle nord magnÈtique Ètait orientÈ avec le pÙle nord gÈographique, et les deux pÙles sud qui Ètaient orientÈs; ce champ s'inverse, et on ne sait pas expliquer les inversions du champ magnÈtique actuellement. On les a observÈs, en particulier gr‚ce ‡ l'aimantation rÈmanente, au fait que les laves lorsqu'elles arrivent ‡ la surface et qu'elles se cristallisent et se solidifient, elles enregistrent une partie du champ magnÈtique qui existe ‡ ce moment-l‡, et comme les fonds ocÈaniques sont en expansion et qu'ils ont au maximum 200 millions d'annÈes, on a pu voir les inversions du champ magnÈtique pendant les 200 derniers millions d'annÈes, et le champ magnÈtique s'inverse environ tous les 200.000 ans. 

Ceci, aucun modËle ne le prÈdit, et en matiËre de modÈlisation des Èquations magnÈto-hydrodynamiques, ce qu'on sait faire actuellement n'est pas terrible, parce qu'on est absolument incapable de reproduire la rÈalitÈ de la nature, la rÈalitÈ de la Terre, on est trËs, trËs loin au niveau des paramËtres rÈels. Ce champ magnÈtique a peut-Ítre une importance pour la vie, on sait qu'‡ chaque fois qu'il y a eu une inversion, des espËces ont disparu. Ce champ magnÈtique protËge, en particulier, d'une partie du vent solaire, de tout ce qui est particules ionisÈes, puisque avec le champ magnÈtique les particules ionisÈes vont passer d'un cÙtÈ ou de l'autre de la Terre.

DerniËres nouvelles : on a pu rÈaliser des vues microscopiques d'une mÈtÈorite dont on pense qu'elle vient de Mars, elle s'appelle ALH 84001, elle a fait couler beaucoup d'encre et le dÈbat continue actuellement sur l'origine de ces bactÈries fossilisÈs. A savoir s'il s'agit de bactÈries d'origine martienne ou bien si ce sont des bactÈries terrestres qui ont infiltrÈ la mÈtÈorite aprËs, et ensuite ont ÈtÈ fossilisÈes dans la mÈtÈorite ? C'est un dÈbat qui reste complËtement ouvert. L'eau a existÈ dans le passÈ sur Mars, on le sait, un ocÈan y a peut-Ítre existÈ, puisqu'‡ partir du moment o˘ l'hÈmisphËre nord Ètait trËs bas et l'hÈmisphËre sud trËs haut, Èvidemment l'eau aurait eu tendance ‡ s'entasser dans l'hÈmisphËre nord. Evidemment, on se pose beaucoup de questions sur l'‚ge des diffÈrents événements, sur l'histoire de l'Èvolution de la planËte, savoir si l'eau est encore prÈsente en profondeur, ‡ l'intÈrieur de Mars, s'il y a des carbonates et s'ils sont l‡, o˘ se trouvent-ils ?

Concernant Europe, l'eau y est-elle prÈsente ? On sait que sur Europe, il y a une tectonique qui est active, on sait qu'il y a un champ magnÈtique induit qui peut s'expliquer par la prÈsence d'un ocÈan, un ocÈan dans lequel il y aurait des espËces ioniques, et comme ces ions sont en rotation Áa crÈe un champ magnÈtique induit, de la mÍme faÁon que les ocÈans sur Terre ont aussi un champ magnÈtique. Il est possible qu'il y ait de l'eau dans Europe, mais il y a d'autres explications pour expliquer la tectonique ou le champ magnÈtique. La tectonique, on peut trËs bien l'expliquer par des mouvements de convection solide dans la glace, c'est possible, le champ magnÈtique on peut trËs bien l'expliquer par la prÈsence d'un noyau mÈtallique. On n'a donc pas dÈmontrÈ qu'il existait de l'eau dans Europe.

S'il y a de l'eau dans Europe, ce serait intÈressant parce qu'il n'est pas impossible qu'il y ait du volcanisme dans la partie formÈe de roche qui est directement en contact avec l'eau. On n'en a pas la preuve, mais s'il y a du volcanisme en contact de l'eau les rÍves les plus fous arrivent, et on se retrouve au fond des ocÈans terrestres au niveau des dorsales mÈdio-ocÈaniques o˘ la vie existe au niveau des fumerolles qui sortent, au niveau de l'hydrothermalisme qui existe au fond des ocÈans. On en parle, mais rien n'est dÈcidÈ pour envoyer un Orbiter autour d'Europe.

Concernant la tectonique des plaques, il ne faudrait pas oublier VÈnus, c'est une planËte que j'aime bien. Une sonde qui s'appelait Magellan est allÈe autour de VÈnus, on connaÓt bien l'altimÈtrie de VÈnus, on sait qu'il y a des montagnes sur VÈnus, au nord il y a Ichtartera, et une autre montagne Èquatoriale qui s'appelle Aphrodite Terra. Ce sont des reliefs qui font 6 km de hauteur, et on a du mal ‡ expliquer des montagnes sans tectonique des plaques, on ne sait pas le faire actuellement ; la seule faÁon avec laquelle on pourrait expliquer la tectonique des montagnes, c'est par la tectonique des plaques. Comment se sont formÈes les montagnes de VÈnus ? En comparant Mars, VÈnus et la Terre, comment peut-on lier les transferts thermiques ‡ l'intÈrieur de la planËte avec la tectonique des plaques en surface ? Les donnÈes que nous avons sur Europe nous apportent aussi des informations ‡ ce sujet.

Quelles sont les futures missions ? Elles sont vers Mars et aussi vers Mercure. Concernant les missions vers Mars, il y en a beaucoup. A chaque fois qu'on peut envoyer une mission vers Mars on utilise le crÈneau, et l'Europe en gÈnÈral participe ‡ ces missions. En 2001, par exemple, il s'agit d'une mission de la NASA, mais il faut savoir que parmi les instruments qui sont embarquÈs sur 2001, il y a un spectromËtre gamma qui est construit en France, en 2003 aura lieu la mission EuropÈenne Mars express, des rovers seront lancÈs par les AmÈricains qui vont se dÈplacer ‡ la surface de Mars. En 2005 est prÈvu d'envoyer des atterrisseurs Netlanders et europÈens avec un leadership qui est du CNES, et un orbiter qui serait amÈricain. Il y a d'autres projets qui ne sont pas encore consolidÈs, aprËs 2007, 2009, et en particulier le retour d'Èchantillons.

Concernant Mercure, une mission vient d'Ítre dÈcidÈe par l'Agence Spatiale EuropÈenne pour Ètudier la magnÈtosphËre, l'Ètude de la structure interne de Mercure, faire un peu de physique fondamentale et Ètudier le Soleil. Les nouvelles du systËme solaire sont nombreuses, elles sont variÈes et concernent aussi bien les missions que la connaissance des planËtes et c'est quelque chose d'assez passionnant.

HervÈ Cottin
Effectivement, sur la plaquette de cette confÈrence on peut voir l'image du regard d'une personne qui pose la question : alors, sommes-nous toujours seuls dans l'univers ? Je suis chargÈ de rÈpondre ‡ cette question Èpineuse. Sommes-nous toujours seuls dans l'univers ? Je ne laisserai pas durer le suspense plus longtemps, pour l'instant nous sommes toujours seuls dans l'univers effectivement, et la seule planËte sur laquelle on a dÈcouvert la vie c'est la planËte Terre.

Mais sommes-nous toujours seuls dans l'univers ? Qu'est-ce que Áa implique comme question ? Quand la vie est-elle apparue sur la Terre ? Comment est-elle apparue sur la Terre ? Et qu'est-ce que c'est que la vie ? Et aussi, les conditions qu'on pense Ítre nÈcessaires et peut-Ítre suffisantes pour expliquer l'apparition de la vie sur la Terre, est-ce que ces conditions on peut les trouver ailleurs dans le systËme solaire ? Ailleurs que dans le systËme solaire ? pour essayer de voir si la vie a pu apparaÓtre ailleurs que sur la Terre. C'est une science qui s'appelle l'exobiologie qui est ce qu'on appelle une science multidisciplinaire. Je suis chimiste, j'ai une formation de chimiste, il y a des astronomes qui travaillent, il y a des biologistes qui travaillent, des gÈologues, et pour tenter de rÈpondre ‡ cette question il faut essayer d'embrasser un peu tout ce champ de disciplines, pour essayer de trouver les informations que l'on cherche.

PremiËre question : qu'est-ce que la vie ? On cherche la vie ailleurs, on essaye de comprendre comment la vie est apparue sur la Terre, il faut essayer dÈj‡ de s'entendre sur la dÈfinition. On peut donc apporter un ensemble de dÈfinitions qui peuvent Ítre un peu philosophiques, qui ne nous apportent pas grand chose, comme l'ensemble des fonctions qui rÈsistent ‡ la mort, donc dÈfinir la vie par rapport ‡ la mort, c'est une dÈfinition. PropriÈtÈs des objets douÈs d'un projet, c'est la dÈfinition qu'avait proposÈe Jacques Monod, l‡ encore lorsqu'on cherche ‡ identifier quelque chose qui est vivant ce n'est pas forcÈment une dÈfinition qui va nous aider. Comme je vous l'ai dit, c'est une approche qui est complËtement multidisciplinaire, et suivant le champ disciplinaire qui Ètudie cette question on va apporter plusieurs rÈponses. Un biologiste cellulaire dira qu'on regarde l'unitÈ fondamentale du vivant sur la Terre. Qu'est-ce que c'est ? c'est la cellule ; donc un Ítre vivant c'est un organisme qui possËde une cellule. Un biologiste molÈculaire qui va rentrer ‡ l'intÈrieur de la cellule dira regardons ce qui est commun ‡ tous les organismes vivants sur la Terre, c'est l'ARN, la molÈcule d'ARN et la molÈcule d'ADN qui portent et qui propagent l'information du vivant sur la Terre. Quelqu'un qui s'occupe des Èchanges d'Ènergie, un thermodynamicien dira d'une maniËre plus gÈnÈrale que c'est un systËme qui est trËs complexe et capable de se maintenir loin de l'Èquilibre, de l'Èquilibre qui serait la mort, en fait.

A l'heure actuelle, la dÈfinition qui semble Ítre acceptÈe de la maniËre la plus globale c'est de dire qu'un organisme vivant c'est un organisme qui est capable de se dupliquer, capable de se reproduire, de communiquer son information ‡ un autre organisme, et en mÍme temps qui parfois commet des erreurs lorsqu'il fait cette rÈplication ; donc, duplication et mutation. Duplication, on pourrait dire une machine ‡ faire des photocopies est un organisme vivant, on arrive ‡ dupliquer, mais l‡ lorsqu'on fait des photocopies de photocopies, de photocopies, on perd l'information au fur et ‡ mesure, il n'y a pas de modification, donc une photocopieuse n'est pas un organisme vivant. Comment peut-on reprÈsenter la vie sur la Terre ? La molÈcule d'ADN, la molÈcule d'ARN qui permet de prendre cette information sur la molÈcule d'ADN, pour aller ensuite passer dans un organisme qui s'appelle un ribosome qui va associer des acides aminÈs, les acides aminÈs vont s'enchaÓner sur les informations donnÈes par l'ADN pour former des protÈines.

Quelles sont en fait les bases chimiques ou biochimiques ÈlÈmentaires du vivant ? Ce sont les acides aminÈs qui vont former les protÈines et les nuclÈotides qui sont en fait ce qui compose la molÈcule d'ADN et la molÈcule d'ARN. Suivant les dÈfinitions, des gens vont dire qu'autour de tout Áa, il faut une cellule, il faut une membrane qui permet de protÈger les informations contenues l‡-dedans, d'autres disent qu'on peut dÈfinir la vie ‡ partir du moment o˘ on a des molÈcules qui se rÈpliquent et qui commettent des erreurs, l'ADN est une molÈcule qui se rÈplique et qui commet des erreurs de temps en temps, qui fait des mutations.

En 1950, un chimiste amÈricain, Stanley Miller a rÈalisÈ l'expÈrience de Miller. En quoi consiste cette expÈrience ? L'idÈe c'Ètait de reproduire, suivant la maniËre dont on l'a construit ‡ l'Èpoque, l'environnement primitif de la Terre. Stanley Miller a conÁu un rÈacteur dans lequel il a fait un mÈlange de gaz composÈ de mÈthane, d'ammoniac, de vapeur d'eau et d'hydrogËne. On pensait ‡ cette Èpoque que l'atmosphËre primitive terrestre Ètait composÈe de ces molÈcules. Il a fait des dÈcharges dans cette atmosphËre pour simuler des Èclairs hypothÈtiques dans cette atmosphËre, en tout cas un apport d'Ènergie de ce type d'atmosphËre, et ce gaz Ètait dans un circuit fermÈ avec de l'eau portÈe ‡ Èbullition qui simulait, en fait, les ocÈans primitifs terrestres. AprËs avoir analysÈ les rÈsultats de cette expÈrience, on a dÈtectÈ des acides aminÈs; donc en partant de molÈcules trËs simples, du mÈthane, de l'ammoniac, H≤, comme on trouve sur toutes planËtes, comme on pensait en trouver majoritairement dans l'atmosphËre primitive de la Terre, on arrive ‡ former ces acides aminÈs qui forment les protÈines, et ce sont vingt acides aminÈs protÈiques qui constituent les protÈines. En fait, une protÈine est une sÈquence d'acides aminÈs diffÈrents. On avait pensÈ avoir fait un grand pas dans la comprÈhension de l'origine de la vie, en partant de ressources dont on pensait qu'elles Ètaient prÈsentes sur la Terre; on apporte de l'Ènergie et on dÈcouvre des acides aminÈs, donc des protÈines, on pensait avoir compris l'origine de la vie.

On a poursuivi un peu dans cette voie de la chimie prÈbiotique. Une molÈcule d'ARN est constituÈe d'un phosphate, d'un sucre et d'une base pyrimidique qui s'appelle guanine, cytosine, uracile, adÈnine, et pour ces bases purique et pyrimidique, l‡ encore on a trouvÈ des moyens de synthÈtiser Áa pratiquement ‡ partir de rien. Par exemple, pour fabriquer une synthËse d'adÈnine on part de l'acide cyanhydrique, un poison trËs violent, on le fait rÈagir sur lui-mÍme, Áa rÈagit spontanÈment, ‡ un moment on apporte un peu de lumiËre, ‡ nouveau du HCN, et on trouve l'adÈnine. On essaye de regarder un peu quelles sont les limites du vivant sur Terre, et cette bactÈrie rÈsiste ‡ des tempÈratures de +200 degrÈs et ‡ des pressions trËs importantes. Une des idÈes qui a jailli au cours de ces derniËres annÈes c'est de se dire que la vie certainement n'a pas pu s'adapter ‡ ces environnements extrÍmes, mais par contre elle a pu naÓtre dans ces environnements extrÍmes. Et lorsqu'on regarde un arbre phylogÈnÈtique, c'est un peu un arbre de l'Èvolution qui est construit en regardant l'ARN qui est constituÈ dans les ribosomes, et en faisant des rapprochements de proche en proche pour essayer de voir quelles sont les espËces voisines et les espËces les plus ÈloignÈes, et lorsqu'on remonte, on est ‡ la recherche de Lucas qui est le dernier ancÍtre cellulaire commun, Last Universal Common Ancester, et on a l'impression ‡ premiËre vue que lorsqu'on regarde l'arbre phylogÈnÈtique de l'ARN ribosomal, l'ancÍtre commun est un hyperthermophile. Visiblement, Áa voudrait dire que la vie justement aurait pu apparaÓtre au fond des ocÈans, et il y a toute une Ècole qui travaille sur cette question, qui pense que Lucas est un hyperthermophile et donc que la vie serait apparue au fond des ocÈans dans les rÈgions trËs chaudes.

Il est intÈressant de voir comment la science procËde par avancÈes et puis parfois il faut faire un petit pas en arriËre parce qu'on s'est trompÈ, on a avancÈ un peu trop vite. Sauf que si on regarde autre chose que l'ARN ribosomal, on a commencÈ par Áa et on a tirÈ cette conclusion-l‡, si on regarde autre chose que cet ARN, si on regarde des protÈines ou un autre type d'ARN on n'arrive pas forcÈment ‡ la mÍme conclusion. C'est-‡-dire que pour l'instant ce type d'Ètudes ne permet pas de conclure que l'ancÍtre commun est un hyperthermophile, donc, l‡ encore, on est bloquÈ.

TroisiËme hypothËse, on cherche toujours les molÈcules, les premiËres briques du vivant. Si on regarde une comËte et une micrométéorite, qui sont en fait des rÈsidus de la formation de la formation du systËme solaire plus ou moins ÈvoluÈs, une chose est s˚re c'est que lorsqu'on regarde l'atmosphËre des comËtes, on dÈtecte un grand nombre de molÈcules organiques qui proviennent du noyau. On peut aussi analyser des micro-mÈtÈorites, on peut aussi analyser des mÈtÈorites en rÈalisant un chromatogramme issu de l'analyse de la mÈtÈorite de Murchison, et en fait quand on analyse quelque chose qui est tombÈ, qui a ÈtÈ importÈ de l'espace par une mÈtÈorite, on constate qu'il y a de nombreux composÈs organiques, des acides aminÈs, et dans les mÈtÈorites et les micro-mÈtÈorites on a pu dÈtecter la prÈsence de ces molÈcules organiques. Si elles n'ont pas pu Ítre synthÈtisÈes sur la Terre dans l'atmosphËre, si elles n'ont pas pu Ítre synthÈtisÈes facilement non plus au fond des ocÈans, il y a une chose dont on est s˚r c'est que des micro-mÈtÈorites il en tombent petit ‡ petit 10.000 tonnes par an ‡ peu prËs. Lors de la formation de la Terre il y en a eu beaucoup plus parce que l'environnement terrestre Ètait beaucoup plus encombrÈ de ce genre d'objets, et donc la Terre a ÈtÈ ensemencÈe par des molÈcules venues de l'espace.

Un noyau de comËte est composÈ d'un grand nombre de molÈcules organiques, et l'un des points essentiel c'est que sur la Terre on avait un environnement avec de l'eau liquide, je ne dis pas du tout que sur les comËtes il y a des petits bonhommes, il y a des Ítre vivants, ni mÍme des bactÈries, je dis que sur les comËtes ce dont on est s˚r c'est qu'il y a des molÈcules extrÍmement intÈressantes, sur les micro-mÈtÈorites aussi, et qu'une fois que ces molÈcules sont dans un environnement de liquide, cela permettra d'induire une chimie de plus en plus complexe qui pourrait aboutir ‡ l'apparition de la vie. Mais pour l'instant, il y a encore un fossÈ Ènorme, on arrive ‡ obtenir des molÈcules de plus en plus compliquÈes, des molÈcules de plus en plus intÈressantes, mais on n'a toujours pas rÈussi ‡ faire en laboratoire une molÈcule qui se rÈplique d'elle-mÍme et qui se rÈplique en commettant des erreurs. On pourrait se dire est-ce que Áa ne fait pas que repousser le problËme ? C'est-‡-dire qu'on constate que sur les micro-mÈtÈorites, sur les comËtes il y a des molÈcules intÈressantes, mais d'o˘ viennent-elles ?

Un point qu'il est intÈressant de discuter c'est quand est-ce que la vie est apparue sur la Terre ? A quand remontent les plus anciennes traces de vie que nous avons sur la Terre ? Un premier point, ce sont les stromatolites, ce sont en fait des structures qui sont crÈÈes par des bactÈries qu'on appelle les algues bleues ou des cyanobactÈries qui forment ces structures qu'on trouve actuellement encore en Australie, et on a trouvÈ des fossiles de stromatolites et des fossiles de bactÈries qui remontent ‡ 3,5 milliards d'annÈes. La Terre s'est formÈe avec le systËme solaire ‡ peu prËs il y a 4,5 milliards d'annÈes, on a des preuves de vies multicellulaires, de vies diversifiÈes aussi, parce qu'on a dÈcouvert ‡ l'heure actuelle 11 fossiles de diffÈrents types de ces cyanobactÈries de diffÈrentes formes, de diffÈrentes structures, et il y a 3,5 milliards d'annÈes on a des preuves formelles de l'existence de la vie. Si on remonte un peu plus loin, on a des preuves indirectes ‡ 3,8 milliards d'annÈes sur des diffÈrences d'Èquilibre isotopique dans des roches, on a aussi trouvÈ des galets qui remontent ‡ 3,8 milliards d'annÈes, Áa veut dire qu'il y avait de l'eau liquide ‡ cette Èpoque, donc qui dit eau liquide dit peut-Ítre aussi existence d'organismes vivants.

Mais la Terre n'Ètait pas forcÈment un environnement trËs hospitalier, parce que l'environnement autour de la Terre Ètait trËs encombrÈ de dÈbris, de rÈsidus de la formation du systËme solaire, et il y a pu y avoir des impacts gigantesques avec la Terre qui auraient balayÈ toute trace de vie trËs certainement ‡ la surface de la planËte. Et en faisant des analogies avec la cratérisation de la Lune on peut penser qu'il y a eu des impacts catastrophiques de ce genre qui auraient pu balayer toute la vie sur la Terre jusqu'‡ il y a environ 3,9 milliards d'annÈes ‡ 4 milliards d'annÈes. Qu'est-ce que cela signifie si je prends les limites les plus pessimistes du point de vue des impacts, et les plus optimistes du point de vue de l'apparition de la vie ? On a des impacts jusqu'‡ 3,9 milliards d'annÈes qui empÍchent le dÈveloppement de la vie sur la Terre, et on pense, on a des preuves indirectes ‡ 3,8 milliards d'annÈes, Áa veut dire qu'il faudrait 100 millions d'annÈes pour que la vie puisse se dÈvelopper dans un environnement qui lui est favorable. Ce qui veut dire que la vie peut apparaÓtre peut-Ítre de maniËre assez rapide.

Quittons le systËme solaire pour essayer de comprendre d'o˘ viennent ces molÈcules. Dans la constellation d'Orion il y a la nÈbuleuse de la tÍte de cheval qui est un endroit trËs sombre et qui a un peu la forme d'une tÍte de cheval, et si elle est sombre ce n'est pas parce qu'il n'y a rien, c'est justement parce que la lumiËre des Ètoiles qui sont derriËre est masquÈe par des poussiËres, ce que l'on peut voir sur des images qui ont ÈtÈ prises par le tÈlescope spatial Hubble, et qui montrent cette nÈbuleuse de la tÍte de cheval qui ressemble en fait ‡ un nuage de poussiËres. Et en laboratoire on essaye de simuler ce qui se passe dans ce type de nÈbuleuse. Qu'essayons-nous de faire pour simuler les conditions du milieu interstellaire ? On essaye d'avoir une enceinte dans laquelle rËgne un vide extrÍmement poussÈ, une pression de l'ordre de 10 ‑8 millibars. Il y a ces grains de poussiËre qui sont extrÍmement froids, donc il y a une plaque, un substrat qui est portÈ ‡ trËs basse tempÈrature, ‡ environ 10° degrés kelvin, donc -260 degrÈs centigrades environ, sur laquelle on condense des gaz comme H≤O, CONH3, ou aussi du mÈthanol, de l'ammoniac, diffÈrents mÈlanges de gaz qu'on a dÈtectÈ dans le milieu interstellaire qui condensent sur ces grains, et on apporte de l'Ènergie, on irradie par exemple avec des UV trËs ÈnergÈtiques. Et lorsqu'on analyse ce qui se forme sur cette plaque, les molÈcules susceptibles de se former justement sur les grains de poussiËres interstellaires, on peut voir, par exemple, avec un mÈlange H≤0 et CONH3, on irradie avec des UV, et on trouve diffÈrentes molÈcules complexes comme par exemple la glycine qui est le plus simple des acides aminÈs.

Un autre type d'expÈrience, H≤O, CH4, NH3, on irradie cette fois avec des protons, des particules ÈnergÈtiques chargÈes, on met Áa dans de l'eau, on l'hydrolyse, et l'Èquipe qui a rÈalisÈ cette expÈrience au Japon a trouvÈ d'autres acides aminÈs, glycine ‡ nouveau, mais aussi alanine, acide amino-butyrique, acide amino-isobutyrique. Donc, on sait que dans le milieu interstellaire peuvent se former des molÈcules trËs intÈressantes pour initier toute la chimie qui conduit ‡ l'apparition du vivant. Donc, vous allez vous demander comment ces molÈcules qui se sont synthÈtisÈes ‡ plusieurs annÈes lumiËre trËs loin du systËme solaire et avant la formation du systËme solaire, peuvent arriver sur la Terre ?

L'une des hypothËses est que justement le systËme solaire s'est formÈ par un effondrement d'un type de nuages, et on pense, mais Áa reste encore une hypothËse, que les comËtes qui se sont conservÈes justement trËs loin dans le systËme solaire ont pu conserver dans une certaine mesure la composition des grains du milieu interstellaire. Donc, quand les comËtes sont loin du Soleil, quand les comËtes ne sont pas actives, par exemple dans la ceinture de Kuiper, ce sont des mÈlanges de ce qu'on appelle des boules de neige sales, un mÈlange de glace et de poussiËres avec sans doute un grand nombre de molÈcules organiques peut-Ítre trËs complexes. La comËte est inactive et quand elle se rapproche du Soleil, la glace principalement passe directement de la phase solide ‡ la phase gazeuse pour crÈer une atmosphËre autour de la comËte, et elle entraÓne les poussiËres qui forment une queue bleue composÈe de molÈcules ionisÈes. Les comËtes ont donc pu constituer, en simplifiant, une espËce de taxis entre le milieu interstellaire et les environnements planÈtaires.

En 2003-2004 va partir la mission spatiale Rosetta qui est une mission de l'Agence Spatiale EuropÈenne. Elle va aller rejoindre une comËte qui s'appelle Virtanen et va dÈposer un lander sur le noyau de la comËte pour analyser de plus prËs la composition du noyau ; Áa nous apportera beaucoup d'informations sur la formation du systËme solaire, et aussi dans quelle mesure les comËtes ont pu apporter des molÈcules intÈressantes ‡ l'origine de la vie. Cette mission quittera la Terre en 2003 et va subir plusieurs accÈlÈrations, passer ‡ cÙtÈ d'astÈroÔdes pour aussi profiter de la mission pour les analyser. Elle va aller rejoindre la comËte Virtanen ‡ son point le plus loin du Soleil en 2011 et analyser la formation, la mise en activitÈ de la comËte tout au long de son orbite.

La vie a-t-elle pu apparaÓtre ailleurs que sur la Terre ? Un des ÈlÈments importants, c'est que l'eau semble Ítre un ÈlÈment nÈcessaire pour toute l'Èvolution chimique qui conduit ‡ l'apparition du vivant; donc il y a des traces, des preuves de la prÈsence de liquide sur la planËte Mars. S'il y avait de l'eau liquide sur la planËte Mars il y a aussi 3,8, 3,9 milliards d'annÈes, et que la vie Ètait apparue sur la Terre aussi ‡ cette Èpoque, pourquoi est-ce que la vie n'aurait pas eu le temps aussi d'apparaÓtre sur Mars ? Il y a eu des annonces de certaines Èquipes amÈricaines qui voyaient dans des structures la prÈsence de vie sur Mars. L‡ encore Áa reste en dÈbat, ce n'est toujours pas prouvÈ, une des choses importantes c'est qu'on n'est toujours pas s˚r que cette mÈtÈorite dite martienne provienne effectivement de la planËte Mars. Il reste donc encore beaucoup de travail dans ce sens, et pour en Ítre s˚r ce qu'il faut faire c'est sans doute d'y aller. 

Le projet de mission spatiale, la mission europÈenne Mars Express va dÈposer un lander ‡ la surface de la planËte. Ce lander s'appellera Beagle et il va essayer d'analyser la composition du sol en 2003. Les projets de la NASA : il y a toujours un fourmillement de projets de la NASA tous les ans qui apparaissent et qui disparaissent au bout de quelques annÈes parce que les crÈdits ne sont pas renouvelÈs d'annÈe en annÈe par le CongrËs. Donc les idÈes actuelles sont plutÙt de renvoyer des rovers, des appareils avec une plus grande autonomie que ceux qui ont pu dÈj‡ Ítre envoyÈs jusqu'‡ prÈsent et, ‡ terme, une mission avec un retour d'Èchantillons, creuser dans le sol martien, essayer de prendre des Èchantillons, les remettre en orbite et puis essayer de les rÈcupÈrer, mais ‡ l'heure actuelle c'est plutÙt ‡ l'horizon 2010, 2014.

Un autre endroit intÈressant dans le systËme solaire, c'est Europe qui possËde peut-Ítre un ocÈan sous sa cro˚te de glace. L‡ encore qui dit ocÈan dit peut-Ítre possibilitÈ de vie. Mais on pense que sur Europe la prÈsence des vents marins, donc d'une source de chaleur interne et importante, parce qu'on pense que les impacts de grains comÈtaires, des micro-mÈtÈorites qui pourraient apporter les briques organiques intÈressantes, ne sont pas freinÈs parce que Europe n'a pas d'atmosphËre et que ces apports extra-terrestres seraient dÈtruits lors de l'impact avec la planËte. L‡ il serait sans doute nÈcessaire d'avoir des sources internes d'Ènergie sous la glace d'Europe, et si une mission Ètait engagÈe dans ce sens, il faudrait plutÙt creuser la glace. Donc il faut d'abord envoyer une mission pour s'assurer qu'il y a bien un ocÈan sous la glace, et ensuite aller creuser et envoyer un petit robot sous-marin dans les ocÈans d'Europe ‡ la recherche peut-Ítre pas de poissons, mais peut-Ítre de micro-organismes qui auraient pu apparaÓtre sur ce satellite de Jupiter.

Dernier endroit intÈressant, Titan, le principal satellite de Saturne; on ne voit pas sa surface, c'est tout orange, et si on ne voit pas sa surface c'est parce que le satellite est entourÈ d'une brume d'aÈrosols organiques. La mission Cassini et Vega qui va arriver aux alentours de 2004 va larguer une sonde dans l'atmosphËre de Titan. Comme on ne peut pas voir ce qu'il y a ‡ sa surface, j'ai apportÈ une jolie photo avec une vision d'artiste, de la mission en train de descendre dans l'atmosphËre de Titan. Vous voyez peut-Ítre un ocÈan, ce n'est pas un ocÈan o˘ il serait forcÈment bon de se baigner, parce que ce n'est pas un ocÈan d'eau liquide, il fait trop froid pour qu'il y ait de l'eau liquide ‡ la surface de Titan, mais ce serait plutÙt un ocÈan de mÈthane liquide principalement. Pour l'instant, on ne sait pas si la sonde au moment de toucher la surface va faire boum, ou si elle va faire plouf, on le saura au moment de l'atterrissage. Pourquoi Titan est intÈressant ? Parce que c'est une atmosphËre composÈe d'azote et de mÈthane, et avec la composition des atmosphËres intÈressantes, quand on fait des expÈriences de type Miller dans des mÈlanges d'azote et de mÈthane, on forme un tas de molÈcules extrÍmement intÈressantes. Mis ‡ part ce qu'on peut lire dans quelques articles qui sont publiÈs de temps en temps, on ne va pas chercher de la vie sur Titan vraiment, on essaye de voir jusqu'o˘ la chimie prÈbiotique peut Èvoluer en absence d'eau liquide. C'est un laboratoire gÈant qui permet de suivre l'Èvolution chimique, mais normalement sur Titan il n'y a pas d'eau liquide ; donc, jusqu'o˘ arrive-t-on sans eau liquide ?

Maintenant, nous sortons du systËme solaire, et depuis 1995 on a dÈtectÈ des planËtes autour d'autres Ètoiles. Il y a des projets trËs ambitieux, notamment le projet Darwin qui est prÈvu pour 2010, qui est d'essayer d'envoyer diffÈrents tÈlescopes qui fonctionneront ensemble pour tenter de dÈtecter des planËtes autour d'autres Ètoiles, et mÍme d'analyser la composition de leur atmosphËre. Comment peut-on essayer de dÈtecter de la vie sur d'autres planËtes ? Lorsqu'on regarde la Terre, on voit que l'atmosphËre est composÈe de CO≤ et aussi d'oxygËne, et de l'oxygËne dans une telle abondance est forcÈment produite par une activitÈ biologique, on n'arrive pas ‡ expliquer l'abondance d'oxygËne sur la Terre sans une activitÈ d'organismes vivants. Si on dÈtecte une grande quantitÈ d'oxygËne sur d'autres planËtes, Áa veut dire que sans doute il est produit par une activitÈ biologique de type terrestre, photosynthÈtique. Ce n'est pas exactement de l'oxygËne qu'on va dÈtecter, c'est plutÙt l'ozone qui est produit par la photodissociation de l'oxygËne, qui a des raies d'absorption beaucoup plus fortes, notamment en infrarouge, que l'oxygËne, et donc qui est plus facilement dÈtectable. Si on dÈtecte de l'ozone sur des planËtes extra-solaire, Áa veut dire qu'il y a de l'oxygËne, et s'il y a de l'oxygËne on pense qu'il y a de la vie sur ces planËtes.

On peut aussi Ècouter des messages qui proviendraient d'organismes intelligents, c'est l'expÈrience SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence). Et, une maniËre que tout le monde peut avoir de contribuer ‡ cette expÈrience, c'est en tÈlÈchargeant sur son ordinateur un petit programme qui peut jouer le rÙle d'utilisateur d'Ècran, qui va tÈlÈcharger les donnÈes, parce qu'il faut comprendre qu'il faut Ècouter dans toutes les directions ‡ toutes les longueurs d'ondes, et Áa fait une masse gigantesque d'informations ‡ traiter, et on a un petit programme comme Áa qui traite les donnÈes et qui les renvoie ‡ l'organisme SETI qui cherche cette fois des formes de vie intelligente, qui sont donc capables d'Èmettre, extrÍmement bruyantes comme nous sur la Terre, qui Èmettent dans toutes les directions de l'espace toute sorte de choses.

Pour terminer, un message qu'on a envoyÈ aux Extra-terrestres sous la forme d'une carte postale sur les sondes Pioneer et Voyager, qui est la reprÈsentation d'un homme et d'une femme, qui est assez discutable parce que c'est le modËle typique des AmÈricains beaux et en bonne santÈ. Ils sont reprÈsentÈs ‡ l'Èchelle de la sonde pour donner une idÈe aux Extra-terrestres de ce ‡ quoi nous ressemblons, une idÈe aussi de la position de la Terre dans notre systËme solaire avec la trajectoire qu'a prise la sonde, et une espËce de code secret extrÍmement compliquÈ qui permettrait, cette fois ‡ des Extra-terrestres extrÍmement intelligents qui connaissent les bases et les fondements de la mÈcanique quantique et d'astronomie fondamentale de repÈrer notre systËme solaire dans son environnement galactique. Ce qui est codÈ sur cette carte ce sont les positions des diffÈrents pulsars par rapport aux frÈquences propres d'oscillations de la molÈcule d'hydrogËne qui est la molÈcule la plus abondante dans l'univers. Pour l'instant, cette carte postale est en cours de distribution, personne ne l'a encore reÁue, et peut-Ítre qu'un jour elle tombera entre les mains de quelqu'un d'une autre forme de vie.

Donc, on envoie une carte postale aux Extra-terrestres, mais si j'ai bien compris, nous sommes nous-mÍmes des Extra-terrestres ? Nous sommes nous-mÍme d'origine extra-terrestre.

HervÈ Cottin
C'est sans doute une combinaison de diffÈrents facteurs, il y a trois Ècoles, synthËse dans l'atmosphËre, synthËse au fond des ocÈans, mais je ne pense pas qu'on puisse trancher et qu'on pourra jamais trancher un jour. Ce qu'on peut voir c'est qu'effectivement lorsqu'on regarde ces molÈcules qui viennent de l'espace, elles sont essentielles dans toute la chaÓne qui peut conduire ‡ l'apparition du vivant. Donc, effectivement on peut dire que les atomes desquels nous sommes constituÈs viennent des Ètoiles, et peut-Ítre mÍme que les molÈcules qui ont conduit ‡ l'apparition du vivant sur la Terre ont pu Ítre synthÈtisÈes avant mÍme la formation du systËme solaire sur des petits grains trËs froids, irradiÈs pendant trËs longtemps.

Y a-t-il un champ magnÈtique sur la Lune ? Vous nous avez dit tout ‡ l'heure qu'en raison de la structure mÍme de la Terre, l‡ o˘ on n'avait plus les informations du fait de la tectonique, et que peut-Ítre on pourrait trouver ces informations sur la Lune, je voudrais savoir si ces informations seraient les mÍmes selon que la Lune est une planËte chaude ou froide, et savoir o˘ on en est aujourd'hui sur cette question ?

Bruno BÈzard
La Lune a eu un champ magnÈtique et il y a des roches qui ont un champ induit, parce qu'il y a eu du volcanisme sur la Lune, et de la mÍme faÁon que les roches volcaniques terrestres sont en train d'acquÈrir un champ magnÈtique, certaines roches volcaniques de la Lune ont acquis un champ magnÈtique. On sait qu'il y a eu un champ magnÈtique sur la Lune, mais actuellement il n'y en a plus. Les astronautes qui sont allÈs sur la Lune ne pouvaient pas prendre de boussole pour savoir o˘ Ètait le nord ou le sud mais, par contre, en prenant une boussole ils voyaient que l'aiguille allait un peu dans tous les sens, parce que lorsqu'ils se baladaient sur les coulÈes de lave, il y avait un champ magnÈtique qui avait ÈtÈ acquis il y a sans doute 4 milliards d'annÈes. 

Quant ‡ l'origine des roches, c'est vrai que la tectonique des plaques fait qu'on a trËs peu de trËs vieilles roches. On a mÍme trËs peu de trËs vieille lave, c'est un des problËmes, on n'a pas de vieille lave terrestre, on connaÓt Áa trËs, trËs mal. On peut se dire qu'on va aller sur la Lune, mais la Lune, je crois, est trËs diffÈrente de la Terre, on pense que la Lune s'est formÈe lors du dernier gros impact qui a servi ‡ former la Terre. Je pense qu'actuellement les thÈories sur la formation des planËtes, c'est de dire que se forment trËs rapidement dans le systËme solaire des planËtes qui ont ‡ peu prËs la taille de Mars, sans doute mÍme plus petites que Mars. Mais pour former des planËtes de la taille de la Terre c'est beaucoup plus long, Áa ne peut pas se faire par simple accrÈtion de poussiËres. Donc, pour former la Terre actuellement, ou VÈnus, on pense que ce sont des planËtes de la taille de Mars, donc une dizaine puisque la Terre est dix fois plus lourde que Mars, il faudrait qu'une dizaine de planËtes de la taille de Mars qui soient rentrÈes en collision aient formÈ la Terre. 

Le dernier gros impact, Áa veut dire une planËte de la taille de Mars qui rentre en collision avec une Terre qui ferait 9/10 de sa masse, aurait donnÈ naissance au systËme Terre Lune. La Terre Ètait dÈj‡ diffÈrenciÈe ‡ cette Èpoque-l‡, c'est-‡-dire qu'elle avait dÈj‡ un noyau de fer, et c'est tout l'apport de l'Ètude des Èchantillons lunaires. On sait que la Terre Ètait dÈj‡ diffÈrenciÈe, c'est-‡-dire que la Lune, finalement, s'est formÈe avec des roches qui Ètaient dÈj‡ diffÈrenciÈes. Ce ne sont donc pas vraiment des objets de l'origine du systËme solaire, et ce sont des roches qui sont quand mÍme diffÈrentes des roches terrestres, puisque c'est un ÈvÈnement qui est apparu relativement tÙt. Pour vous donner un ordre d'idÈe, la diffÈrenciation de la Terre c'est 50 millions d'annÈes, Áa va trËs vite au dÈpart, former un noyau de fer c'est 50 millions d'annÈes, et il y a 4,6 milliards d'annÈes, et on sait que la Lune s'est formÈe alors que la Terre Ètait dÈj‡ diffÈrenciÈe, mais il y a 4,55 milliards d'annÈes, c'est donc trËs proche. Et Áa ne nous donne pas de renseignement sur les roches pendant le premier milliard d'annÈes d'Èvolution de la Terre.

Marcello Fulchignoni
C'est une des cinq thÈories possibles de la formation du systËme Terre Lune. Il y en a quatre autres, et le problËme maintenant c'est de comprendre quelle est la meilleure, et c'est difficile surtout parce qu'on n'Ètait pas l‡ et on ne pas y aller. Sur la Lune se sont quand mÍme conservÈes les traces des phÈnomËnes qui se sont dÈroulÈs ‡ partir du moment o˘ la Lune s'est formÈe, jusqu'au moment o˘ on a commencÈ ‡ trouver des traces sur Terre, et Áa c'est la partie magique. C'est le fait que la Terre a ÈvoluÈ et donc a changÈ de visage dans des conditions dramatiques, trËs marquÈes, et la Lune est restÈe comme elle Ètait plus ou moins au moment du bombardement final. Et les derniers événements, la formation des grandes mers ‡ l'intÈrieur des cratËres gÈants qui ont formÈ la Lune, ont eu lieu il y a 3,7, 3,8 milliards d'annÈes, et c'est le mÍme moment o˘ on trouve les roches les plus anciennes sur Terre. Les terres lunaires ont plus de 4,5 milliards d'annÈes, les mers sur la Lune sont de 3,8 milliards d'annÈes, tout ce qu'on connaÓt sur Terre est quelque chose qui est venu aprËs. Donc, ce n'est pas l'origine des roches ou l'origine des matÈriaux, mais les processus qui ont intÈressÈ le dÈcor qui sont dÈcrits, la partie ancienne sur la Lune et la partie actuelle sur Terre.

Est-ce que selon la structure interne de la Lune Áa pourra apporter quelque chose ou pas ? Si la structure interne de la Lune est la mÍme que celle de la Terre Áa apportera des informations, sinon, non ?

Marcello Fulchignoni
On sait sur la structure interne de la Lune que ce n'est pas exactement la mÍme, parce que la densitÈ de la Lune est beaucoup plus petite que celle de la Terre; Áa signifie qu'on connaÓt bien la structure gravitationnelle de la Lune, on sait qu'il y a des concentrations de masse au-dessus des grands cratËres, on les a retrouvÈes au moment o˘ les sondes faisaient leur mission, les sondes d'Apollo et les autres, autour de la Lune, mais il y a des diffÈrences assez importantes parce que la Lune est plus petite, et il n'y a pas de trace de noyau lunaire comme il y en a dans la Terre. Il y a un manteau, il y a s˚rement une cro˚te.

Bruno BÈzard
C'est un des arguments pour dire que la Lune s'est formÈe ‡ partir d'une Terre qui Ètait dÈj‡ diffÈrenciÈe; c'est-‡-dire qu'il y avait dÈj‡ un noyau, parce que du coup, les roches qui ont formÈ la Lune Ètaient des roches complËtement appauvries en fer, et la Lune n'a pas pu avoir un noyau de fer et se diffÈrencier, ce qui a une consÈquence trËs importante pour le volcanisme. Tout le volcanisme terrestre tel que celui de La RÈunion, Hawaii, la PolynÈsie franÁaise, etc., ou bien ce qu'on voit sur Mars, par exemple, Olympus Mount's, tout ce volcanisme ne peut pas exister sur la Lune, puisque ce volcanisme prend naissance ‡ l'interface entre le noyau et le manteau. Donc, ‡ partir du moment o˘ il n'y a pas de noyau, il n'y a plus de point chaud.

Marcello Fulchignoni
Et un volcanisme qui a ÈtÈ, en quelque sorte, conduit par l'intermÈdiaire des grands impacts.

J'aimerais savoir si la disparition du champ magnÈtique sur Mars serait liÈe ‡ la solidification du noyau ?

Christophe Sotin
Bonne question et pas de rÈponse, puisqu'on sait qu'actuellement il y a un noyau sur Mars. On le sait gr‚ce ‡ la connaissance des propriÈtÈs de rotation de la planËte, puisque lorsque vous concentrez la masse vers le centre d'une planËte, ‡ ce moment-l‡ vous avez des rotations qui sont diffÈrentes que si la masse Ètait homogËne sur toute la planËte. On sait qu'il existe un noyau ‡ l'intÈrieur de Mars, on ne sait pas s'il fait 1.500 km ou 2.100 km, vous voyez l'imprÈcision qu'on a actuellement, mais on ne peut pas dire qu'il est solide ou liquide, on n'a aucun moyen de le savoir. En l'absence de tectonique des plaques, l'intÈrieur d'une planËte serait trËs chaude, la tectonique des plaques est un moyen extrÍmement efficace pour refroidir une planËte. S'il n'y a pas de tectonique des plaques, la chaleur qui est produite par la dÈsintÈgration des ÈlÈments radioactifs va servir ‡ continuer de rÈchauffer la planËte, et dans notre connaissance actuelle des processus de transfert de chaleur, on arrive ‡ la conclusion que Mars serait une planËte trËs chaude, et donc le noyau serait plutÙt liquide.

L'activitÈ volcanique sur Terre c'est principalement la tectonique des plaques, et ce qui se passe au niveau de la tectonique des plaques c'est qu'en fait lorsqu'il y a deux plaques qui s'Ècartent, comme la nature a horreur du vide il y a au milieu quelque chose qui monte, et lorsque la matiËre monte ‡ une tempÈrature donnÈe, sa tempÈrature de fusion va diminuer parce que la pression diminue, ou quand la pression augmente, la tempÈrature de fusion augmente; ce qui fait qu'en profondeur on a une tempÈrature qui est plus grande, mais que la roche est solide parce que sa tempÈrature de fusion est encore plus grande que la tempÈrature ‡ laquelle elle se trouve. La tectonique des plaques fait que la roche qui est profonde, solide, monte vers la surface, et en arrivant actuellement vers 70 km de profondeur, elle commence ‡ fondre. S'il n'y avait pas de tectonique des plaques sur Terre, il n'y aurait sans doute pas ces mouvements ascendants sous les dorsales. On aurait principalement des mouvements descendants, et peut-Ítre des panaches chauds comme on voit sur Mars, avec des volcans comme Olympus Mount’s. Mais on aurait finalement trËs, trËs peu de panaches chauds. Ce n'est pas parce qu'une planËte est chaude qu'elle va forcÈment produire un volcanisme trËs intense en surface. Je crois que l‡, ce n'est pas un concept forcÈment simple ‡ expliquer, mais lorsqu'on regarde les problËmes de transfert thermique par convection, on se rend compte qu'on peut trËs bien avoir quelque chose de chaud, et pas de fusion partielle.

Je voudrais savoir si on a une idÈe de la structure interne de Jupiter, sait-on avec prÈcision s'il y a un noyau ou pas.

Bruno BÈzard
On a des idÈes par l'Ètude du champ gravitationnel qu'on a pu obtenir avec les diffÈrentes sondes, surtout la sonde Voyager qui est passÈe prËs de Jupiter et la sonde Galileo aujourd'hui. Il y a encore beaucoup d'inconnues, c'est vrai qu'on ne sait pas vraiment s'il y a un noyau diffÈrenciÈ de roche ‡ l'intÈrieur de Jupiter. Les modËles d'intÈrieur sont assez imprÈcis parce qu'on a peu de donnÈes et c'est trËs mal contraint. Ce que l'on sait plus ou moins, c'est que lorsqu'on s'enfonce ‡ l'intÈrieur de Jupiter, on va avoir ce qu'on appelle une transition de phase, c'est-‡-dire que l'hydrogËne normal, fluide au dÈpart, va passer sous la forme d'hydrogËne mÈtallique, il va se ioniser, il va y avoir une nouvelle forme de la matiËre. L'hydrogËne mÈtallique est trËs difficile ‡ reproduire en laboratoire d'ailleurs, parce que Áa se passe ‡ des pressions de millions d'atmosphËres, quelques millions d'atmosphËres, et ‡ cause de cette frontiËre profonde, en quelque sorte, dans Jupiter et dans Saturne, il va se passer que certains ÈlÈments qui sont des corps, comme par exemple l'hÈlium ou le nÈon, vont se diffÈrencier comme le vinaigre se sÈpare de l'huile, ces corps-l‡ vont sÈdimenter vers l'intÈrieur de la planËte. On a donc une sorte de diffÈrenciation. Par exemple, la sonde Galileo n'a pas dÈtectÈ de nÈon dans l'atmosphËre, et Áa s'explique tout ‡ fait par l'existence de ce changement de phase profond.

Y a-t-il vraiment un cúur de roche bien diffÈrenciÈ ? Il y a diffÈrents modËles, certains favorisent sa prÈsence, les modËles plus rÈcents semblent dire qu'il y a une sorte de continuitÈ, on passe petit ‡ petit ‡ un enrichissement en roche et en mÈtaux, mais plus ou moins continu. Je ne peux donc pas vraiment rÈpondre ‡ votre question. En tout cas, on a sans doute un intÈrieur dense, avec un enrichissement en ÈlÈments lourds, en roche et en mÈtaux, et on pense qu'on atteint au cúur de Jupiter des pressions de l'ordre de 70 millions d'atmosphËre environ, et des tempÈratures d'environ 20.000 degrÈs.

Je voudrais faire un peu de philosophie. Vous posez la question de l'apparition de la vie sur Terre, je risque un peu de vous dÈcevoir, mais je ne suis pas s˚r que ce soit une question trËs fondamentale, j'en veux pour preuve que vous arrivez ‡ trois hypothËses qui sont totalement diffÈrentes, ‡ l'opposÈ les unes des autres, il y en a au moins deux de fausses et probablement trois. Est-ce qu'on ne peut pas court-circuiter toute cette affaire en disant que la vie peut apparaÓtre sur Terre, la preuve c'est qu'elle existe, nous sommes ici tous ensemble pour en tÈmoigner, parce que nous sommes l‡ ‡ parler de la philosophie.

La vraie question qui vaille d'Ítre posÈe est-ce que ce n'est pas plutÙt de savoir si la vie n'est pas inscrite dans la finalitÈ de l'origine de l'univers ? Autrement dit, est-ce que tout n'a pas ÈtÈ prÈvu au dÈpart de l'univers pour que la vie apparaisse ? Qu'on puisse synthÈtiser la guanine, c'est une Èvidence, la nature a fait la guanine, on peut multiplier tous ces exemples-l‡, ce sont des matÈriaux; les matÈriaux on peut les synthÈtiser, ils le sont mais qu'est-ce qui fait, puisqu'il faut de la guanine pour faire de la vie, par exemple, qu'il y ait une chimie qui permet de faire de la guanine ? Autrement dit, ‡ l'origine de tout n'y a-t-il pas une intention, une cible, est-ce que ce n'Ètait pas prÈvu depuis le dÈbut, programmÈ depuis le dÈbut ? Une fois que c'est programmÈ, bien entendu, le dÈroulement se fait.

HervÈ Cottin
J'ai effectivement parlÈ de trois hypothËses, et je ne pense pas forcÈment qu'elles s'excluent, la recherche des origines de la vie part dans plusieurs pistes qui sont parfois induites par la science d'origine du scientifique qui Ètudie cette question. Quelqu'un qui travaille ‡ l’IFREMER va aller chercher au fond des ocÈans, et puis un astronome qui s'intÈresse ‡ Áa va regarder du cÙtÈ des micro-mÈtÈorites. La question c'est : quelles sont les sources de ces molÈcules qu'on appelle prÈbiotiques ? c'est-‡-dire ces molÈcules essentielles qui sont complexes d'o˘ viennent-elles, qui aprËs quand on les assemble vont trouver le passe de la chimie ‡ la biochimie, on rajoute bio ‡ quelque chose de vivant, c'est donc d'Ètudier ces diffÈrentes sources. Pour l'instant, je ne pense pas qu'on soit assez loin pour pouvoir dire que Áa s'exclut ou pas.

Par exemple, l'hypothËse de l'atmosphËre primitive de la Terre, j'ai dit d'une maniËre trËs simpliste : CO≤ N≤ Áa ne marche pas, mais CO≤ N≤ parce qu'on fait la comparaison avec ce qu'on trouve dans les laves sur la terre il y a 3,9 milliards d'annÈes, et avec ce qu'on constate sur VÈnus et sur Mars, mais on peut dire que c'est dÈj‡ des atmosphËres un peu ÈvoluÈes. Il y a des gens qui remontent un peu plus loin, mais qui disent que oui, dans l'atmosphËre primitive de la Terre, dans un milieu un peu plus rÈduit il y avait un volcanisme qui pouvait plus de mÈthane, et lorsqu'on a du mÈthane on a des synthËses intÈressantes. On cherche en fait les usines de fabrication des briques, et il peut y avoir trois usines diffÈrentes qui une fois mise ‡ la disposition sur le marchÈ contribuent ‡ l'apparition de la vie.

AprËs, vous avez dit que la guanine c'est Èvident que Áa se synthÈtise, mais ce qu'il faut savoir c'est que pour former de la guanine, on passe par des protÈines. Les processus actuels qu'on connaissait, que les biologistes connaissent pour synthÈtiser ces molÈcules passent par des protÈines qui sont synthÈtisÈes ‡ partir de l'information qui est codÈe dans l'ADN et dans l'ARN, donc Áa se mord un petit peu la queue. Ce qui est intÈressant dans le mÈcanisme que je vous ai montrÈ, c'est que sans l'intervention de biochimie, j'exclus tout ce qui est protÈines, tout ce qui est informations d'adÈnine, en partant de HCN, de l'azote, du mÈthane, on met un Èclair dans ce mÈlange, et on forme un peu de HCN, donc juste avec Áa, de la lumiËre, on forme de l'adÈnine. La chimie prÈbiotique consiste ‡ trouver des mÈcanismes, des chemins chimiques qui conduisent ‡ la synthËse de ces molÈcules, sans justement qu'il y ait besoin d'une protÈine qui va chercher l'information dans l'ADN. C'est extrÍmement complexe, on cherche des moyens simples dans des conditions qu'on appelle des conditions prÈbiotiques.

En ce qui concerne la finalitÈ de l'origine et cette idÈe d'intention, l'intention Áa devient philosophique, o˘ est l'intention, est-elle dËs le dÈpart, est-elle nulle part, est-ce que c'est hasard, nÈcessitÈ ? Est-ce qu'elle est justement ‡ ce moment, ‡ ce gap entre la chimie et la biochimie, aprËs on peut partir dans des considÈrations qui deviennent l‡ religieuses, mais l‡ ce n'est pas mon propos. L'idÈe d'Èvolution, de mutation, avec rÈplication et mutation Áa introduit cette idÈe d'Èvolution, c'est-‡-dire toute l'idÈe d'Èvolution darwinienne, que Darwin a appliquÈe aux Ítre vivants. C'est-‡-dire qu'‡ partir du moment o˘ on a une cellule, elle va se rÈpliquer. De temps en temps elle commettra des erreurs, si cette erreur est favorable dans l'environnement dans lequel elle se trouve, elle va se complexifier, donc elle va continuer ‡ se dupliquer. Si elle fait une erreur nÈfaste, l'organisme issu de cette erreur va mourir et l‡ cette information n'est pas conservÈe. Et c'est pour cela qu'on arrive d'une cellule ‡ des ÈlÈphants, des chats, des hommes, des chiens, sur des millions et des millions d'annÈes.

L'idÈe de l'Èvolution chimique c'est de partir plus tÙt, c'est de dire est-ce que spontanÈment la chimie dans les conditions de l'environnement terrestre ne va pas conduire justement ‡ l'association de certaines molÈcules qu'au final, ‡ un moment on va rÈussir ‡ synthÈtiser avec des processus de plus en plus complexes une molÈcule qui va se rÈpliquer par elle-mÍme, commencer ‡ commettre des erreurs. Ce n'est pas vraiment une intention, c'est de la sÈlection naturelle au niveau chimique. La question c'est est-ce que l'Èvolution chimique conduit naturellement ‡ l'apparition de la vie ? Si on trouve de la vie sur Mars, Áa voudrait dire que sur Mars on pense qu'il y a eu des ocÈans, de l'eau liquide. Mars a peut-Ítre eu une tectonique, des synthËses dans son atmosphËre, a ÈtÈ ensemencÈe par des comËtes, par des micro-mÈtÈorites, et est-ce que dans un environnement identique sur Mars, dans les mÍmes conditions de maniËre complËtement parallËle ‡ l'apparition de la vie sur le Terre, est-ce que la vie apparaÓt ? Mais on ne peut pas rÈpondre ‡ cette question de l'intention, c'est ‡ chacun aprËs de faire son cheminement.

Vous expliquez par Darwin, vous pensez que c'est par le hasard ?

HervÈ Cottin
Oui, commettre une erreur c'est un hasard. Mais aprËs ce n'est pas un hasard que cette erreur soit favorable ou non.

A travers ces explications qui sont plutÙt d'ordre philosophique, on voit un peu une opposition. Ce dont je rÍve, c'est que le travail de recherche puisse nous mener ‡ une origine de la vie gr‚ce ‡ des preuves, puisque jusqu'‡ prÈsent c'est l'application de lois chimiques ou naturelles qui ont fait qu'on peut faire des prÈmices de conclusion. Par contre, la vision plutÙt religieuse des choses est quand mÍme ancrÈe en nous, Áa fait partie un peu de l'humain, on a tous un fond d'Èducation religieuse qui fait qu'on a du mal ‡ percevoir que le mouvement molÈculaire, ou des agglomÈrations qui se font par hasard ne soit pas quelque part un peu dirigÈs. Je pense que le fait de faire intervenir une idÈe, c'est un peu ce que vous voulez dire Monsieur, quelque chose de divin dans la crÈation de la Terres, des planËtes, etc., Áa renvoie peut-Ítre plutÙt ‡ des problËmes d'Èducation qu'on a tous, plutÙt que de pouvoir accepter que ce soit le fait du hasard et que nous soyons tous issus tout simplement du hasard, et que ce ne soit pas quelque chose qui Ètait prÈdÈterminÈ au dÈpart. Je crois que l'univers est certainement dans un problËme d'Èquilibre, que de cet Èquilibre ou de ce dÈsÈquilibre naissent des choses ou non, et que c'est finalement la chimie, plutÙt que la philosophie qui nous donnera la rÈponses ‡ toutes ces questions.

Vous nous avez parlÈ de la mÈtÈorite martienne sur laquelle on aurait trouvÈ un fossile martien, personnellement je pense que c'est seulement une tactique de la NASA pour ramasser des crÈdits. J'aimerais savoir ce que vous en pensez.

Bruno BÈzard
C'est intÈressant ce qui s'est passÈ, cette mÈtÈorite on l'avait dÈcouverte avant, en 1984, et lorsqu'on l'avait dÈcouverte la premiËre fois on n'avait pas vu ces choses-l‡ qui ont ÈtÈ vues au microscope Èlectronique ‡ transmission. L'Èchelle est trËs, trËs petite, on parle de nanobactÈries, parce que l'Èchelle est de l'ordre de 20 nanomËtres. A l'Èpoque, on disait que Áa ne peut pas Ítre des bactÈries terrestres parce que sur Terre on ne connaÓt pas de bactÈries aussi petites, donc c'est forcÈment des bactÈries qui viennent d'ailleurs, Áa a ÈtÈ un des arguments, il y en a d'autres. Depuis, on a dÈcouvert une mÈtÈorite qui n'est pas martienne dans laquelle des trËs petites bactÈries se sont dÈveloppÈes, qui est tombÈe ‡ Tataouine en 1936, qui a ÈtÈ ramassÈe ‡ l'Èpoque, qui a ÈtÈ emmenÈe au MusÈum. A l'Èpoque elle Ètait bien conservÈe au MusÈum, on n'avait rien vu, et lorsqu'on est retournÈ sur le terrain il y a quelques annÈes, on a ramassÈ de nouveaux morceaux de cette mÈtÈorite, et en comparant les Èchantillons on s'est rendu compte que des bactÈries s'Ètaient dÈveloppÈes entre 1936 et maintenant dans la mÈtÈorite de Tataouine. Ces bactÈries sont aussi trËs, trËs petites, pas aussi petites que celles qu'on a vues dans LH84001, mais elles sont quand mÍme trËs, trËs petites, on n'avait jamais trouvÈ de bactÈries aussi petites sur Terre.

Finalement, le fait d'avoir trouvÈ des bactÈries petites dans une mÈtÈorite, a amenÈ des biologistes ‡ repenser la taille minimale des bactÈries, Áa a permis de faire des progrËs dans la connaissance de la nature des bactÈries, et ce sont des bactÈries qui vivent dans des milieux extrÍmes. Je ne pense pas que ce soit une tactique de la NASA, beaucoup de chercheurs ont travaillÈ l‡-dessus, et il y a un site Web qui est consacrÈ ‡ cette mÈtÈorite, les arguments pour, les arguments contre, et c'est trËs riche, et pour l'instant le dÈbat continue parce qu'on n'en sait rien.

Marcello Fulchignoni
J'ai travaillÈ lorsque j'Ètais trËs jeune pour la NASA, et j'ai travaillÈ sur la Lune qui n'avait pas ce type de problËmes. Je suis d'accord que les collËgues qui ont travaillÈ sur ces Èchantillons sont convaincus d'Ítre en prÈsence d'une bactÈrie martienne, ou non, et le dÈbat est trËs important. Je ne crois pas que ce sont les collËgues chercheurs qui font Áa. C'est la partie de mÈdiatisation de la NASA qui profite du fait; aussi cet ÈtÈ, sans aller trop loin, il fallait dÈcider du renouvellement de l'exploration martienne auprËs du CongrËs amÈricain qui doit payer pour, et par hasard est sortie une nouvelle sur l'eau de Mars qui Ètait donnÈe clairement sur une image de la VallÈe Marineris. Je pense qu'il y a quand mÍme un essai de sensibiliser les contribuables amÈricains qui seraient bien contents de payer beaucoup plus pour trouver leurs cousins martiens qui est une chose primaire pour l'avancÈe des sciences.