Résumé Dans ce projet pédagogique, les élèves sont amenés à se comporter comme des scientifiques auxquels on a demandé d’écrire un article sur la question de la vie extraterrestre. Cet article est destiné au








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Dossier documentaire

  • Liste des idées présentes dans les textes (prise de notes)

Discussion en groupe

  • Analyse et discussion des idées

  • Plan de l’article à rédiger

  • Idée d’activité et exemple de résultat

  • Brouillon de l’article


Institut de Planétologie et d’Astrophysique


Courrier électronique

De : Frank Martin, Chef d’équipe

À : [Équipe de recherche en Planétologie]

Sujet: Article pour le Journal Européen Junior de l’Exploration Spatiale (JEJES)

Les rédacteurs du JEJES nous demandent un article sur la possibilité de l’existence de la vie dans d’autres régions de l’Univers. Pour rédiger un texte clair et argumenté, destiné à des jeunes de 12 à 16 ans, je vous propose de travailler en équipe.

L’article doit comporter entre 700 et 800 mots, ainsi qu’une ou deux illustrations. Les rédacteurs souhaiteraient que nous mettions l’accent sur les trois questions suivantes :

    1. Est-il possible que des formes de vie, aussi primitives soient-elles, existent quelque part ailleurs dans le système solaire ?

    2. Est-il possible que des formes de vie intelligentes existent quelque part dans la galaxie, et que nous puissions communiquer avec elles ?

    3. Est-il possible de voyager jusqu’à des planètes situées en dehors du système solaire ? Des êtres intelligents provenant de ces planètes pourraient-ils voyager jusqu’à nous ?

Les rédacteurs souhaitent aussi que nous proposions une activité (recherche, projet…) que des lecteurs curieux pourraient mener. Cette activité peut dériver de n’importe quel aspect du sujet. Bien sûr, il faudrait tester et réaliser cette activité avant de la proposer.

Je pense que cet article ferait une bonne base pour préparer une animation dans le cadre de la fête de la science. Je compte sur vous pour me préparer quelque chose de sympathique et dynamique.

Je joins quelques documents que l’équipe peut utiliser comme point de départ. Le délai pour remettre l’article n’est pas très long, donc j’apprécierais de recevoir rapidement une copie de votre brouillon.


Vous avez peut-être intérêt à vous partager la lecture des documents, individuellement ou en binômes. Après avoir pris des notes sur ce que vous aurez lu, vous pourrez mettre en commun les informations que vous aurez recueillies.


E.T. Téléphone Terre

Dossier élève

Apport documentaire


Vous pourriez rechercher les différences de performances et de technologies des sondes ayant apporté des informations sur Mars
Article 1

La vie ailleurs dans le système solaire

Tous les organismes vivants sur la Terre sont faits à base de carbone : ils sont constitués de molécules complexes, elles-mêmes composées de chaînes d’atomes de carbone, auxquelles sont attachés principalement des atomes d’hydrogène, d’oxygène et d’azote. À priori, une forme de vie avec une composition chimique totalement différente, par exemple à base de silicium, pourrait exister, mais on n’en a jamais observé, si bien qu’on ne peut mettre au point des tests pour la détecter. On doit donc admettre que les seules formes de vie que l’on puisse découvrir dans l’espace sont celles qui fonctionnent comme sur Terre.

Parmi les autres planètes de notre système solaire, la seule susceptible d’héberger une forme de vie est la planète Mars. Seule cette planète possède une température de surface supportable par les êtres humains. Son atmosphère comporte environ 95% de dioxyde de carbone, 3% de diazote, 1,6% d’argon et des traces d’oxygène libre, de monoxyde de carbone, d’eau et de méthane. L’air y est assez poussiéreux, ce qui donne au ciel martien une teinte brun clair ou orangée (les données recueillies par les rovers d’exploration martienne indiquent que les particules de poussière en suspension dans l’atmosphère ont un diamètre d’environ 1,5 micromètre). La planète possède des calottes polaires, composées vraisemblablement d’eau et de dioxyde de carbone gelés. Au milieu du XIXe siècle, les astronomes savaient déjà que Mars avait des similarités avec la Terre, par exemple presque la même durée du jour.

L’exploration de Mars n’a pas débuté il y a une cinquantaine d’année mais au XVIIe siècle, avec l’invention et le perfectionnement des télescopes. Les vues de plus en plus détaillées de la planète ont alimenté de nombreuses spéculations sur les formes de vie – et même les civilisations intelligentes – qu’elle pouvait héberger. Les sondes envoyées à partir de la fin du XXe siècle ont considérablement accru nos connaissances, en particulier sur la géologie de Mars et sur son habitabilité éventuelle.

Les sondes spatiales Marinerlancées dans les années 60 et 70 ont survolé la planète et ont envoyé des images de nombreux volcans éteints. Les photographies montraient aussi des formes qui ressemblaient de manière frappante à des lits de rivière asséchées. Cela pourrait indiquer que l’eau a coulé sur Mars dans le passé ; maintenant, cette eau pourrait avoir gelé et se trouver coincée sous la surface de la planète.

Deux sondes Viking se sont posées sur Mars en 1976. Elles contenaient l’équipement nécessaire pour ramasser des échantillons du sol martien et les analyser afin de détecter des microorganismes. Les tests n’ont donné aucune preuve tangible de la présence de vie sur Mars. Vraisemblablement, l’atmosphère trop ténue, les températures rudes et l’absence de couche d’ozone expliquent que la surface de cette planète soit stérile.

Pourtant, la vie a pu exister sur Mars dans le passé. En 1996, des scientifiques de la NASA ont publié un article dans la revue Science pour rendre compte de leurs travaux sur des météorites provenant de cette planète. La NASA possède 34 météorites martiennes et les études (réalisées par le Centre spatial Johnson de la NASA) ont montré qu’au moins trois d’entre elles présentaient des traces de vie, sous la forme de structures microscopiques ressemblant à des bactéries fossilisées. Bien que les observations soient fiables, plusieurs interprétations sont possibles et les travaux de la NASA ont été contestés. En effet, au cours des dernières décennies, les scientifiques se sont accordés sur sept critères pour établir qu’un échantillon géologique renferme les traces d’une vie passée :

  1. Le contexte géologique de l’échantillon est-il compatible avec la vie ?

  2. L’âge et la localisation de l’échantillon sont-ils compatibles avec la vie ?

  3. L’échantillon comporte-il les traces d’une colonisation par des microorganismes ?

  4. Peut-on déceler des biominéraux ?

  5. Peut-on déceler des motifs isotopiques propres à la biologie ?

  6. Peut-on déceler un biomarqueur organique ?

  7. Les caractéristiques sont-elles propres à l’échantillon ?

Pour prouver qu’un échantillon renferme des traces de vie, la plupart ou la totalité de ces critères doivent être vérifiés. Or, jusqu’à présent, pour les échantillons martiens, ils n’ont jamais été tous satisfaits. La recherche continue donc. Quoi qu’il en soit, si les conclusions de la NASA sont correctes, cela prouverait que des formes de vie primitives seraient apparues ailleurs dans l’Univers.

Ces dernières années, de nouvelles techniques ont été mises au point par les biologistes pour détecter les microorganismes, ce qui les a conduit à découvrir sur Terre de nouvelles espèces de bactéries prospérant dans des conditions extrêmes : profondément enfouies dans la glace de l’Antarctique ; dans les cheminées hydrothermales des fonds océaniques où la température approche les 100°C ; dans les sources chaudes où elles digèrent du soufre ; dans la fosse de Porto Rico, à 8 000 m de profondeur, où ne pénètre aucun rayon de soleil. Ces découvertes remettent en cause l’apparente stérilité de la planète Mars : est-il totalement absurde d’imaginer que des bactéries survivent en ce moment dans le permafrost1 martien ?

Chronologie des dernières découvertes sur la planète Mars

Mission

Date

Découverte

Missions réalisées







2000

Suspicion de nappes d’eau dans le sous-sol martien

Mars Express

2003

Traces de méthane dans l’atmosphère martienne




2003

Croissance de bactéries sur un sol martien simulé

Opportunity

2004

Dans un lointain passé, Mars a été humide

Mars Express

2005

Présence d’eau gelée dans la calotte polaire martienne

Mars Express

2005

Traces de formaldéhyde dans l’atmosphère martienne

Mars Global Surveyor

2006

De l’eau coule occasionnellement sur Mars

Spirit

2007

Découverte de roches riches en silice (90%)

Phoenix

2008

Présence d’eau gelée sous la surface de Mars

Curiosity

2012

Mars a perdu une grande partie de son atmosphère il y a 4 milliards d’années

Missions programmées




Mangalayaan

2013

Étude de l’atmosphère martienne

MAVEN

2013

Étude de l’histoire climatique de Mars

Insight

2016

Étude de la structure interne de Mars

ExoMars

2016

Détection de l’origine du méthane

ExoMars

2018

Rover martien


Vous pourriez chercher quelle est l’actualité de ce projet aujourd’hui, et vous connecter comme participant au projet SETI
Article 2

Le programme SETI

(Search for Extra-Terrestrial Intelligence)

Dans les années 30, les astronomes découvrirent que certains astres émettaient des ondes radio, ce qui entraîna la construction de récepteurs radio spécifiques pour les étudier. Ces « radiotélescopes » ont contribué de façon prodigieuse à notre connaissance de l’Univers et ont permis, entre autres, de découvrir les quasars (astres extrêmement lumineux, beaucoup plus petits qu’une galaxie mais beaucoup plus brillants) et les pulsars (étoiles très petites tournant à très grande vitesse sur elles-mêmes). Les ondes radio ont permis d’étudier des régions de l’espace plus lointaines que celles émettant de la lumière visible, et presque tout ce que l’on sait sur les contrées les plus éloignées de l’Univers provient de la radioastronomie.

Les plus grands radiotélescopes sont incroyablement sensibles, comme par exemple le radiotélescope d’Arecibo, à Porto Rico, qui peut déceler des signaux de 10-14 W (cent mille milliards de fois plus petit qu’un watt). Les astronomes ont alors eu l’idée que ces télescopes pouvaient recueillir des signaux très faibles, similaires à ceux diffusés par la radio ou la télévision, provenant de planètes lointaines habitées par des formes de vie intelligentes.

En 1895 déjà, Nikola Tesla avait suggéré que la radio pourrait être utilisée pour contacter des extraterrestres. En 1899, alors qu’il étudiait l’électricité atmosphérique avec une de ses bobines, Tesla observa des signaux répétitifs, notablement différents des signaux émis par les orages et du bruit terrestre : il attribua à ces signaux une origine extraterrestre. En fait, Tesla a été induit en erreur par la nouvelle technologie qu’il utilisait et n’a rien détecté du tout !

C’est en 1960 que fut réalisée la première expérience moderne de recherche de vie extraterrestre, appelée projet Ozma et conduite par l’astronome Frank Drake de l’université Cornell. Celui-ci enregistra pendant deux mois les ondes radio émises par deuxsystèmes stellaires proches, ceux de Tau Ceti et Epsilon Eridani, mais il n’identifia aucun signal ressemblant à une transmission radio artificielle. Il est intéressant de noter qu’à l’époque où l’expérience fut réalisée, si des créatures extraterrestres existaientdans ces systèmes stellaires, elles auraient pu enregistrer des signaux émis par la radio terrestre depuis seulement 30 ans, et par la télévision terrestre depuis seulement 15 ans.

Les scientifiques ne furent pas dissuadés par cet échec. En 1961, un congrès fut organisé à l’observatoire de Green Bank dans l’État de Virginie Occidentale, aux États-Unis. Les experts présents établirent une équation qui permet d’estimer, de manière théorique, le nombre potentiel de civilisations technologiquement avancées présentes dans notre galaxie. Il est raisonnable de supposer que la vie a eu plus de chance de se développer dans des systèmes solaires ressemblant au nôtre. Les étoiles doivent donc être des naines de type G comme le Soleil (dans notre galaxie, c’est le cas d’au moins 8 milliards d’étoiles). Quant aux planètes, elles doivent ressembler à la Terre, c’est-à-dire n’être ni trop chaudes ni trop froides, ni trop grandes ni trop petites, avec une atmosphère et de grandes quantités d’eau. L’équation de Green Bank, aussi appelée équation de Drake, postule que :

N = R × fp × ne × fl × fi × fc × T

où :

N est le nombre de civilisations de notre galaxie avec lesquelles on pourrait entrer en contact

R est le nombre d’étoiles de notre galaxie propices au développement de la vie

fp est la fraction de ces étoiles possédant des planètes

ne est le nombre moyen de planètes propices à la vie, par étoile

fl est la fraction de ces planètes où la vie est effectivement présente

fi est la fraction de ces planètes où une forme de vie intelligente s’est développée

fc est la fraction de ces civilisations qui essaient d’en contacter d’autres
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