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Des scientifiques des universités de Leeds et de Yale ont récemment estimé qu’une quantité considérable d’éclairs auraient pu contribuer à libérer le phosphore nécessaire à l’émergence des premières formes de vie terrestres, il y a des milliards d’années.

Un quintillion d’éclairs

Présent au sein de notre ADN et de nos membranes cellulaires, le phosphore est un élément essentiel à la vie. Sur la Terre primitive, cet élément chimique était enfermé dans des minéraux insolubles, et on pensait jusqu’à présent que les météorites étaient en grande partie responsables de sa présence sur notre planète, étant donné que certaines d’entre elles contiennent de la schreibersite, minéral phosphoré soluble dans l’eau, où l’on pense que la vie est initialement apparue.

Lorsqu’un éclair frappe le sol, il peut créer des roches vitreuses appelées fulgurites en surchauffant et parfois en vaporisant les matériaux de surface, libérant ainsi le phosphore qui y est enfermé. Par conséquent, ces fulgurites peuvent contenir de la schreibersite.

Dans le cadre de travaux présentés dans la revue Nature Communications, les chercheurs ont estimé le nombre d’impacts de foudre survenus il y a entre 4,5 et 3,5 milliards d’années en se basant sur la composition atmosphérique de l’époque et en ont déduit la quantité de schreibersite susceptible d’en résulter. La fourchette supérieure correspondait à environ un quintillion d’éclairs et à la formation de plus d’un milliard de fulgurites par an.

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Il s’est avéré que les minéraux phosphorés provenant de la foudre avaient fini par dépasser la quantité provenant des météorites il y a environ 3,5 milliards, ce qui correspond à peu près à l’âge des premiers fossiles connus, généralement considérés comme étant ceux des microbes.

« La production de phosphore biodisponible par la foudre a peut-être été sous-estimée »

« Les éclairs ont donc pu jouer un rôle important dans l’émergence de la vie sur Terre », a estimé Benjamin Hess, auteur principal de l’étude. « Contrairement aux impacts de météorites qui diminuent de manière exponentielle au fil du temps, ils peuvent se produire à un rythme soutenu au cours de l’histoire d’une planète et par conséquent constituer un mécanisme très important pour fournir le phosphore nécessaire à l’émergence de la vie sur d’autres planètes semblables à la Terre. »

L’analyse d’un échantillon de fulgurite brute exceptionnellement massif provenant de la région de Chicago a montré qu’il contenait des quantités importantes de schreibersite.

« Nos recherches montrent que la production de phosphore biodisponible par la foudre a peut-être été sous-estimée et que ce mécanisme permet un apport continu de matière capable de fournir du phosphore sous une forme appropriée à l’émergence de la vie », a souligné Jason Harvey, co-auteur de l’étude.

Section principale d’une fulgurite d’argile créée par un impact de foudre — © Benjamin Hess / Yale University / Nature Communications Creative Commons

Un scénario alternatif

Parmi les ingrédients considérés comme nécessaires à la vie figurent l’eau, le carbone, l’hydrogène, l’azote, l’oxygène, le soufre et le phosphore, ainsi qu’une source d’énergie. Les scientifiques pensent que les premiers organismes de type bactérien sont apparus dans les eaux primordiales de la Terre, mais il existe un débat concernant le moment où cela s’est produit et si le processus est intervenu dans des eaux chaudes et peu profondes ou au niveau des cheminées hydrothermales, que l’on trouve au fond des océans.

« Ce modèle [faisant référence au phosphore libéré par la foudre] ne s’applique qu’à l’apparition de la vie terrestre dans des eaux peu profondes », a déclaré Hess. « Le phosphore ajouté à l’océan par les éclairs serait probablement négligeable compte tenu de son volume. »

L’équipe a expliqué que ces nouveaux travaux avaient été inspirés par des expériences révolutionnaires menées par l’université de Chicago en 1953 et 1954, dans le cadre desquelles des scientifiques avaient utilisé une étincelle d’électricité pour former des acides aminés à partir de molécules inorganiques.

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