Atmosphère prébiotique
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L'atmosphère prébiotique est la deuxième atmosphère présente sur Terre, juste avant l'actuelle qui est biotique, riche en oxygène, et après la première atmosphère, principalement composée de vapeur d'eau et d'hydrures simples à la formation terrestre. La formation de la Terre, il y a environ 4,5 milliards d’années[2], a impliqué de multiples collisions et coalescences d’embryons planétaires[3]. Cela a été suivi par une période supérieure à 100 millions d'années sur Terre marquée par la présence d'océan de magma, où l'atmosphère était principalement composée de vapeur et des températures de surface de l'ordre de 8 000 kelvins (7 727 °C)[4]. La surface de la Terre s'est ensuite refroidie et l'atmosphère s'est stabilisée, établissant ainsi l'atmosphère prébiotique. Les conditions environnementales au cours de cette période étaient assez différentes de celles d'aujourd'hui : le Soleil était globalement environ 30 % plus sombre mais plus brillant aux longueurs d'onde des rayons ultraviolets et des rayons X[5],[6], il y avait un océan liquide, on ne sait pas s'il y avait des continents, mais l'existence d'îles océaniques étaient probables[7],[8]. La chimie intérieure de la Terre (et donc l'activité volcanique ) était différente[9], et il y avait un flux plus important d'impacteurs (comètes et astéroïdes) frappant la surface[10].
Des études ont tenté de déterminer la composition et la nature de l'atmosphère prébiotique en analysant des données géochimiques et en utilisant des modèles théoriques en rapport avec notre connaissance de l'environnement terrestre primitif. Ces études indiquent que l'atmosphère prébiotique contenait probablement plus de CO2 que la Terre moderne, avait du N2 dans un ordre de 2 des niveaux modernes et des quantités extrêmement faibles d'O2[9]. On pense que la chimie atmosphérique était « faiblement réductrice », et que des gaz réduits comme CH4, NH3 gaz et H2 y étaient présents en petites quantités[9]. La composition de l'atmosphère prébiotique a probablement été périodiquement modifiée par les impacteurs, ce qui peut avoir temporairement provoqué une « forte réduction » de l'atmosphère[11].
Reconstituer la composition de l'atmosphère prébiotique est essentiel pour comprendre l'origine de la vie, car elle peut favoriser ou inhiber certaines réactions chimiques à la surface de la Terre considérées comme importantes pour la formation du premier organisme vivant. L'abiogénèse a commencé très tôt à modifier l’atmosphère, il y a au moins 3,5 milliards d’années et peut-être bien avant[12], ce qui marque la fin de l’atmosphère prébiotique.