Une étude révèle qu’il y avait moins de coups de foudre dans l’atmosphère primitive de la Terre

En 1952, Stanley Miller et Harold Urey ont fait voler des étincelles dans une fiole remplie de gaz destiné à refléter la composition de l’atmosphère terrestre il y a environ 3,8 milliards d’années. Leurs résultats suggèrent que les rayons pourraient avoir conduit à des molécules prébiotiques nécessaires à l’évolution de la vie, comme les acides aminés.

Une étude suggère que la composition de l’atmosphère primitive de la Terre a probablement rendu difficile la génération d’éclairs. Image : Créateurs de Wirestock – Shutterstock

À l’époque, les scientifiques pensaient que l’atmosphère primitive était principalement composée de méthane et d’ammoniac, mais dans les années 1990, les experts ont émis l’hypothèse d’une atmosphère pleine de dioxyde de carbone et d’azote moléculaire.

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Maintenant, une nouvelle étude suggère que la composition de l’atmosphère primitive de la Terre a probablement rendu difficile la génération d’éclairs, ce qui peut avoir augmenté le temps nécessaire pour générer et accumuler des molécules prébiotiques importantes pour la vie.

Comportement de la foudre dans différentes compositions atmosphériques

Selon la recherche, publiée dans la revue scientifique éosles électrons se comportent différemment dans une atmosphère composée de méthane et d’ammoniac par rapport à une atmosphère composée principalement de dioxyde de carbone et d’azote moléculaire.

Par conséquent, les décharges de foudre se comportent également différemment, ce qui pourrait affecter la probabilité de formation précoce de molécules prébiotiques sur Terre. Cependant, peu de gens ont modélisé la façon dont les coups de foudre varient dans différents environnements atmosphériques.

Pour voir à quelle fréquence les électrons et les molécules de gaz seraient entrés en collision dans les deux versions des premières atmosphères terrestres, Christoph Köhn, scientifique à l’Institut national de l’espace de l’Université technique du Danemark, et son équipe de chercheurs ont modélisé la probabilité d’une décharge par étincelle, la première étape pour la foudre.

Ils ont découvert que dans l’atmosphère de dioxyde de carbone et d’azote, il est plus difficile pour la foudre de s’enflammer. « Fondamentalement, dans l’atmosphère riche en azote et en carbone, vous avez besoin de champs électriques plus forts pour initier une décharge », a déclaré Köhn.

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Les modèles ont révélé que l’atmosphère de dioxyde de carbone et d’azote avait besoin d’un champ électrique d’environ 28% plus fort pour que les étincelles – les précurseurs de la foudre – se déchargent, car les molécules de gaz et les électrons sont moins susceptibles d’entrer en collision et d’accumuler des charges électriques qu’ils ne peuvent en générer. éclair. L’expansion dans l’espace et dans le temps suggère qu’il y a peut-être eu moins de coups de foudre au début de l’histoire de la Terre, réduisant ainsi les chances de générer des molécules prébiotiques.

« Si la foudre était responsable de la production de molécules prébiotiques, il est important d’avoir une bonne compréhension théorique de ce qui s’est passé », a déclaré Köhn. « La grande question est toujours : d’où viennent toutes ces molécules prébiotiques ?

Comme l’étude a rigoureusement modélisé les premières phases de la foudre – les étincelles initiales – donc, pour Köhn et ses collègues, les prochaines étapes consistent à modéliser des coups de foudre entiers et à les coupler avec des modèles de chimie atmosphérique. Ensemble, ces études pourraient donner un aperçu plus complet de la façon dont la foudre a pu être liée aux molécules prébiotiques.

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