L’eau et ses vibrations, un facteur essentiel à l’apparition de la vie sur Terre et probablement dans l’Univers
Sans eau, pas de vie
Dans un article publié sur notre site, Joël Delot fait le point des problèmes majeurs des ressources d’eau dans l’Hérault (34). Il rappelle les projets dispendieux de la région Occitanie et du département de l’Hérault, financés principalement par l’argent public, pour promouvoir encore plus l’appropriation de cette ressource rare au profit de quelqu’uns. Ce constat dans le département de l’Hérault n’est qu’une illustration du vaste enjeu d’appropriation des ressources d’eau par une minorité sur un plan mondial, pour dominer, asservir, voir exterminer les populations.
Sans eau, pas de vie. Selon Wikipedia : « La vie se manifeste à travers des structures matérielles appelées organismes vivants, caractérisés par leur activité autonome, leur capacité de reproduction et une grande complexité de leur structure interne ».
Dans cet article, je souhaite partager avec vous quelques idées sur les conditions qui ont permis l’émergence de ces structures complexes vivantes sur notre planète. Et souligner que ces conditions se retrouvent de façon fréquente dans l’Univers.
Notre planète Terre s’est formée il y a 4,5 milliards d’année et la vie est apparue entre 3,7 et 3,5 milliards d’années, soit 300 millions d’années après l’apparition de l’eau sur terre, eau venue en grande partie de l’Univers.
Une propriété essentielle de l’eau pour créer la vie est sa capacité vibratoire. L’énergie apportée à l’eau, par exemple l’énergie solaire, induit les vibrations des molécules d’eau. Ces vibrations, associées aux propriétés électriques et physiques de l’eau, lui permettent d’interagir avec d’autres molécules, de leur transférer de l’énergie, de promouvoir leur association en grosses molécules, une étape essentielle pour créer la vie. Une illustration que nous avons tous expérimentée : en refroidissant l’eau, ces vibrations diminuent puis cessent (quand l’eau est sous forme de glace), diminuant puis figeant la vie; en la chauffant, ces vibrations sont trop importantes et détruisent le vie. Dans le paragraphe ci-dessous « Pourquoi l’eau est essentielle à la vie sur terre ? », je détaille les propriétés uniques de l’eau qui lui permettent de promouvoir la vie.
La vie est elle unique sur la planète Terre ou est-elle fréquente dans l’Univers ? Vaste question qui interroge les êtres humains depuis des milliers d’années et à laquelle la science commence à nous apporter des réponses. Un petit rappel de l’immensité de l’Univers : il est composé de centaines de milliards de galaxies, chaque galaxie étant composée elle-même de centaines de milliards d’étoiles et autant de planètes (appelées exoplanètes) tournant autour de ces étoiles. En 2024, les observations du télescope spatial James Webb ont suggéré pour la première fois l’existence d’une exoplanète avec un océan liquide située à 48 milliards d’années lumières de la Terre. Pour en savoir plus, voir Découverte possible de la première exoplanète océan ?. Compte-tenu que les briques élémentaires pour fabriquer la vie (les acides aminés et les 5 acides nucléiques) peuvent être facilement produites par la chimie de l’Univers, que l’eau est essentielle pour construire la vie sur terre à partir de ces briques élémentaires, cette découverte est un argument supplémentaire pour considérer que la vie est fréquente dans l’Univers.
Pour en savoir plus
1. Pourquoi l’eau est essentielle à la vie sur terre ?
Dans l’eau liquide, les molécules d’eau sont en constante vibration. Ces vibrations permettent :
– d’amplifier les propriétés physico-chimiques uniques de l’eau, telles que sa capacité à former des liaisons hydrogène de très courte durée de vie (1 picoseconde, 10-12 s). Ces liaisons hydrogène sont essentielles pour la structure et la fonction des biomolécules comme les protéines et les acides nucléiques (ADN et ARN).
– de transférer l’énergie à l’échelle moléculaire et réguler la température. L’eau a une capacité thermique élevée, ce qui signifie qu’elle peut absorber et libérer de grandes quantités de chaleur avec des changements de température relativement faibles. Les vibrations moléculaires contribuent à cette propriété, aidant à réguler la température corporelle des organismes vivants.
– que l’eau soit un solvant stable et flexible. L’eau est souvent appelée le “solvant universel” en raison de sa capacité à dissoudre une grande variété de substances. Les vibrations moléculaires aident à cette dissolution en permettant aux molécules d’eau de s’organiser autour des solutés, facilitant ainsi les réactions chimiques nécessaires à la vie.
– de favoriser des interactions entre molécules, des réactions enzymatiques essentielles à la vie. De nombreuses réactions enzymatiques dans les cellules vivantes dépendent de la présence d’eau. Les vibrations des molécules d’eau peuvent influencer la dynamique des protéines et des enzymes, facilitant ainsi les réactions biochimiques essentielles à la vie.
User Qwerter at Czech wikipedia: Qwerter. Transferred from cs.wikipedia to Commons by sevela.p. Translated to english by by Michal Maňas (User:snek01). Vectorized by Magasjukur2, Public domain, via Wikimedia Commons
Le refroidissement de l’eau diminue l’énergie des molécules d’eau, et réduit en conséquence l’amplitude des vibrations et des interactions physico-chimiques. A 0° C, les vibrations sont faibles permettant aux molécules d’eau de s’associer entre elles grâce aux liaisons hydrogène pour former un réseau ordonné (la glace), limitant encore plus les réactions physico-chimiques. En sens inverse, l’échauffement de l’eau augmente l’énergie des molécules d’eau qui vibrent à une forte intensité limitant les interactions entre elles, casse les molécules chimiques, et en final transforme l’eau en vapeur.
Soixante % de notre corps humain est composé d’eau qui contribue aux réactions chimiques dans les cellules, assure le transport des nutriments et de l’oxygène dans le sang, élimine des déchets via les urines et la transpiration, régule la température corporelle (transpiration), lubrifie les articulations et certains tissus (comme les yeux et les muqueuses). 83 % de notre sang est composé d’eau, 70 % de nos tissus et organes. Même les os, bien qu’ils semblent solides, contiennent environ 30 % d’eau.
Il y a donc une fenêtre étroite de température qui permet à l’eau d’être sous forme liquide et de promouvoir la vie.
D’ou provient l’eau sur terre ?
L’eau (H2O) est composée d’un atome d’oxygène et deux atomes d’hydrogène, atomes largement présents dans l’espace. L’eau est présente dans l’espace interstellaire sous forme de glace, associée à des grains de poussières permettant aux atomes d’hydrogène et d’oxygène de s’agréger, dans les astéroïdes, dans les comètes composées de glace et poussières. Elle est présente sous forme de vapeur d’eau dans les vastes nuages moléculaires denses, dans les nébuleuses ou naissent les étoiles, dans les disques protoplanétaires autour des jeunes étoiles. Comme pour la vie sur terre, l’eau joue un rôle essentiel dans la chimie de l’univers, favorisant la formation de molécules complexes, contribuant à réguler la température des nuages moléculaires en absorbant et réémettant la chaleur.
Deux théories complémentaires coexistent pour expliquer la présence d’eau sur terre. La première propose que l’eau aurait été créée lors de la formation de notre planète. La deuxième, la plus privilégiée, est que l’eau aurait été apportée en grande partie par bombardement intensif de notre jeune planète il y a environ 4,1 à 3,8 milliards d’années. Durant cette période appelée le bombardement tardif, la Terre a subi une pluie intense de comètes et d’astéroïdes. Ces impacts auraient déposé des quantités massives d’eau et d’autres éléments sur la planète, contribuant à former les océans. Une étude a récemment montré que certains astéroïdes riches en eau (comme ceux de la ceinture d’astéroïdes du
Système solaire située entre les orbites de Mars et Jupiter) auraient pu apporter de l’eau à la Terre primitive. Les isotopes présents dans l’eau des comètes et des astéroïdes montrent des similarités avec l’eau terrestre, ce qui renforce cette hypothèse. Voir cet article pour plus de détails.
Tim Bertelink, CC BY-SA 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0, via Wikimedia Commons
2. Découverte possible de la première exoplanète océan ?
De grands projets multinationaux visent à identifier les exoplanètes dans notre galaxie, la voie Lactée, comportant des centaines de milliards d’étoiles et des centaines de milliards d’exoplanètes tournant autour de ces étoiles. Sur la base de modélisations mathématiques, les astrophysiens estiment qu’il y aurait plusieurs dizaines d’espèces vivantes sur des exoplanètes, capables de communiquer avec d’autres espèces, dans notre galaxie. Voir l’article orginal ci-dessous.
D’où l’importance de ces observations récentes du télescope James Webb révélant que l’exoplanète LHS1140b pourrait avoir un océan liquide et’une atmosphère composée d’azote. Découverte en 2017, LHS 1140b orbite autour de l’étoile LHS 1140, une naine rouge située à environ 48 années-lumière de la Terre, dans la constellation de la Baleine.
Elle présente plusieurs caractéristiques qui en font une candidate privilégiée pour la recherche de conditions favorables à la vie.
– LHS 1140b est située dans la zone habitable de son étoile, où les températures permettent potentiellement à l’eau de rester liquide à la surface. Elle reçoit environ 0,5 fois l’énergie que la Terre reçoit du Soleil, ce qui la place dans une zone tempérée.
– LHS 1140b a un rayon environ 1,7 fois celui de la Terre et une masse environ 6,5 fois supérieure, ce qui lui donne une densité élevée suggérant une composition rocheuse.
Consultez l’article de la Cité de l’Espace
Article original sur l’existence de vies intelligentes dans notre univers
Nos publications sur l’eau
Quelle gouvernance pour la gestion de l’eau, notre bien commun ?
Polluants éternels : trouvés dans l’eau du robinet de 96 % des communes testées