Les chercheurs du monde entier se sont depuis longtemps penchés sur la question :existe-t-il de la vie sur d'autres planètes, et si oui, comment le trouve-t-on ? Face à des milliers de planètes à explorer au-delà de notre système solaire, les scientifiques ont besoin d'un moyen de prédire quelles exoplanètes sont les plus susceptibles d'héberger la vie. Pour compliquer les choses, leurs prédictions doivent être basées sur des observations qui peuvent être faites à des années-lumière, comme la taille de l'exoplanète, masse et la composition de son atmosphère.

Dans une publication récente dans le Journal d'astrophysique , La planétologue de l'Université de Chicago, Stephanie Olson, a présenté un nouveau modèle qui prédit comment les modèles de circulation des océans peuvent avoir un impact sur la faveur de la vie sur cette planète. Ces facteurs peuvent guider les scientifiques dans la recherche de la vie sur d'autres mondes, et les découvertes des chercheurs suggèrent que la recherche d'une planète exactement comme la Terre peut ne pas nous conduire aux endroits les plus probables où la vie extraterrestre existe.

"La petite quantité de travaux antérieurs sur les océans d'exoplanètes se concentrait principalement sur leur impact climatique, ", a déclaré Dorian Abbot, co-auteur et professeur agrégé à UChicago. "Cette étude lance le processus d'évaluation de l'impact de la circulation océanique sur le cycle des nutriments, productivité biologique et, potentiellement, la détectabilité de la vie sur les exoplanètes."

Les modèles de circulation peuvent avoir un effet dramatique sur la viabilité de la vie dans l'océan. La majorité de la vie dans l'océan sur la planète Terre existe dans la couche supérieure, qui reçoit la lumière du soleil pour soutenir les organismes photosynthétiques et échange des gaz avec l'atmosphère. Cette couche mélangée perd continuellement des nutriments vers les profondeurs, des régions plus calmes de l'océan car les organismes morts sont entraînés par la gravité.

Le retour de ces nutriments à la couche mixte vitale dépend d'un processus appelé upwelling. L'upwelling se produit dans des endroits spécifiques où le vent fait diverger les eaux de surface et les eaux profondes remontent pour les remplacer, apportant avec eux les nutriments qui alimentent la vie.

"Si vous regardez la vie dans nos océans, il est massivement concentré dans les régions où il y a upwelling, " dit Olson, un T.C. Boursier postdoctoral Chamberlin au Département des sciences géophysiques.

Olson a utilisé un modèle pour explorer comment de petits changements dans les traits observables, comme la taille ou le taux de rotation d'une planète, peut avoir un impact considérable sur la quantité d'upwelling dans l'océan d'une exoplanète et ainsi favoriser ou défavoriser la vie à la surface de l'océan.

"Nous avons découvert que les planètes qui tournent plus lentement que la Terre, ont une pression de surface plus élevée que la Terre et ont des océans plus salés que la Terre peuvent tous connaître une plus grande remontée d'eau. Cela pourrait se prêter à une vie photosynthétique plus active et qui peut finalement se manifester par une vie photosynthétique plus détectable, " a déclaré Olson. " Ce sont les types de planètes que nous devrions prioriser pour les études de détection de la vie, et ce sont les types de planètes où si nous ne trouvons pas de vie, la non-détection pourrait être plus significative."

Ces résultats contrastent avec l'opinion générale sur la priorisation des exoplanètes :selon laquelle notre meilleure chance de trouver la vie sera de localiser une exoplanète avec autant de caractéristiques semblables à la Terre que possible.

"Cette étude motive à étendre notre recherche au-delà des analogues de la Terre et à déterminer s'il existe ou non des planètes qui pourraient être de meilleurs hôtes pour la vie que la Terre elle-même, " a déclaré Olson.

En particulier, Olson a découvert que certaines caractéristiques des exoplanètes qui diffèrent de la Terre peuvent conduire à davantage de signatures gazeuses de l'activité biologique dans l'atmosphère, telles que l'oxygène et le méthane, ce qui rend la vie sur ces planètes plus facile à détecter de loin.

En plus d'éclairer la recherche de la vie sur d'autres planètes, Le modèle d'Olson peut également fournir des informations sur les modèles de circulation océanique sur Terre et donner un aperçu à la fois du passé et de l'avenir de la vie sur notre planète.

Au cours de l'histoire de la Terre, le taux de rotation, la pression de surface et la luminosité du soleil ont changé. Le modèle d'Olson suggère que tous ces changements ont augmenté les remontées d'eau au fil du temps et peuvent avoir poussé la vie à s'épanouir dans nos océans.

En outre, Olson a été surpris de découvrir qu'une augmentation de la salinité - la quantité de sel dissous dans notre océan - peut considérablement affecter le climat de la Terre. Son modèle a découvert que si nous devions doubler la quantité de sel dans notre océan, cela ferait fondre toute la glace de mer et entraînerait un réchauffement de la planète de 6 degrés Celsius.

"Si un facteur de différence de salinité est aussi important pour le climat planétaire, la salinité des océans est une chose à laquelle nous devons vraiment réfléchir en termes d'évolution climatique de notre propre planète, " a déclaré Olson.

Le modèle d'Olson prédit cela et d'autres changements étonnamment prononcés dans la circulation océanique et le climat en modifiant subtilement les caractéristiques d'une planète semblable à la Terre, un paramètre à la fois. Il existe un potentiel d'impacts plus dramatiques si les paramètres sont modifiés en tandem pour refléter plus précisément comment les caractéristiques d'une exoplanète peuvent différer de la Terre, ouvrant des scénarios presque illimités à explorer.

« Les océans sont des habitats vraiment dynamiques, et nous venons de gratter la surface ici, " a déclaré Olson. " Ma vision est que les gens seront enthousiasmés par cela et continueront à travailler et à explorer des possibilités encore plus exotiques. "