Documentaire Et si la Terre était unique (2020)

Jupiter est plus massive que Saturne. J'aurais imaginé que c'est plutôt Jupiter qui aurait dû attirer Saturne, les deux géantes se déplaçant ensuite vers le centre du système solaire.

Les corps célestes s'attirent mutuellement (par exemple sur Terre l'influence gravitationnelle de la Lune attire l'eau des marées). Donc Saturne a attiré Jupiter et en plus il y a le mécanisme de la Résonance orbitale, Jupiter fait 2,5 orbites pendant que Saturne n’en fait qu'une ce qui fait que tout les 25 ans les deux planètes sont alignée ce qui a poussé Jupiter vers l'extérieur. Il y a des phénomènes similaires dans les satellites des anneaux de Saturne. On peut aussi citer l'impulsion gravitationnelle qui permet aux sondes spatial de prendre une partie de l'énergie d'une planète pour s'accélérer.

Lors de la période “boule de glace”, ce sont également les volcans et leur CO2 qui ont permis de recréer l'atmosphère.

Mieux dit : l’atmosphère n'a pas disparue c'est juste que la glace ne permettait au CO₂ de se dissoudre dans l'eau liquide (et ensuite de sédimenter en calcaire CaCO₃ ou en hydrocarbure et d'être enlevé de l’atmosphère pour une longue période) et celui-ci restait donc piégé dans l’atmosphère jusqu’à élever la température suffisamment pour dégeler la planète.

Même si on ne sait toujours pas comment on est passé de la chimie à la vie, l'hydrothermalisme pourrait être le contexte d'origine de la vie microbienne sur Terre. Les marées et/ou des mares, pourraient être cette source, les éléments de base profitant également des éléments provenant du sous-sol terrestre. Si la Terre avait été entièrement recouverte d'eau, ces conditions auraient pu ne pas être rassemblées.
Rmq : et les sources hydrothermales se trouvant au niveau des dorsales océaniques sous-marines ?

Pour former une autre vivant il faut former une cellule. Une cellule est formé de trois éléments : une membrane pour se séparer du milieux extérieur. La membrane est une bicouche de phospholipide avec une tête hydrophile (phosphate) à l'extérieur et une couche de lipide hydrophobe à l'intérieur. Cette membrane peut se former spontanément.

Ensuite il faut un matériel génétique et avant l'ADN il y eu l'ARN. Actuellement dans les cellules l'ADN est retranscrit en ARN et c'est cette ARN qui est le code d'instruction pour les protéines. L'ARN devait autrefois être utilisé directement pour crée les protéines et comme il est moins stable au mutation que l'ADN on pense que la vie à ARN a précédé celle à ADN. L'ARN a du se former spontanément.

Et pour finir il faut un métabolisme, c'est à dire un ensemble de réactions chimiques pour le bon fonctionnement de l'organisme. Aujourd'hui il est effectué par les protéines mais au début on peut penser qu'il était effectué par l'ARN.

Si la Terre avait été entièrement recouverte d'eau, ces conditions auraient pu ne pas être rassemblées.

Là je ne comprend pas trop ce que tu veux dire. Il faut un peu d’interaction avec les roches pour former de la vie. On peut imaginer que si l'océan était trop profond la pression aurait été si forte que le fond de l'océan se serait solidifié en glace rendant impossible l’interaction entre l'eau liquide et la roche. On peut imaginé que sur certaines planète océan ce soit le cas.

Le dédoublement d'un “individu” disposant d'une membrane coïnciderait avec le départ de la reproduction.

Il vaut mieux différencier multiplication (cellule qui se divise voir virus qui parasite une cellule pour se reproduire) de reproduction qui implique l'échange de matériel génétique entre deux individus. Tout à commencé par deux cellules connectant leur membrane pour s'échanger de l'ADN.

Les formes de vie terrestres sont basées sur 20 acides aminés, alors que les météorites en contiennent de 60 à 80. Avec plus ou moins d'acides aminés dans les formes de vie, la vie sur Terre serait différente

Des scientifiques ont créer des bactéries qui ont 6 nucléotides différent de bases azotées dans leur ADN (Y et Z en plus de ATCG). Cela pourra peut-être utile en biochimie pour créer de nouvelles molécules avec d'autre acide aminé. Pas  de risque de fuite pour ces bactéries car elles ne trouveront pas les éléments pour former les nouvelles nucléotides si on ne les fournit pas artificiellement. Plus d'acide aminé pourraient être utiles mais est ce vraiment nécessaire. Actuellement un triplet de  nucléotides est traduit par une protéines (voir le tableau de traduction des codons, le U de l'ARN remplace le T de l'ADN). Il y a 64 combinaisons possible et 20 acides aminés utilisé (plus un codon initiation pour démarrer la synthèse de la protéine et un codon stop pour arrêter la synthèse de la protéine), certains codons sont donc utilisé plusieurs fois pour le même acide aminé. Certains mécanismes permettent d’incorporer 2 autre acide aminé supplémentaires ([url=Acide amin%C3%A9 prot%C3%A9inog%C3%A8ne]Acide aminé protéinogène[/url]). Au total avec le code génétique actuelle on peut avoir 63 acides aminés, il faut enlever une combinaison pour le codon stop tandis que que codon d’initiation est l'acide aminé méthionine, ce premier acide aminé sera détaché de la protéine par la suite.

Et comme la vie fait au plus économe énergétiquement cela n'aurait servit à rien d'avoir beaucoup plus d'acide aminé utilisés.

Il y a 2,5 milliards d'années apparaissent les cyanobactéries, qui, à partir d'eau, de CO2 et de lumière, créent de l'énergie, sous forme de glucose, et un déchet : l'oxygène. Elles créent également du calcaire à partir du CO2, se protégeant ainsi de l'extérieur.

Un seul mot : Stromatolithe.

Il y a 2,4 milliards d'années, les cyanobactéries dominent la planète. L'oxygène a éliminé quasiment toutes les autres forme de vie. La couche d'ozone créée par l'oxygène protège également des rayons solaires et l'oxygène apporte de l'énergie aux formes de vie, qui vont se développer.
Rmq : des formes de vie fonctionnant sans oxygène ont été trouvées sur Terre de nos jours.

C'est une question d'énergie disponible et d'efficacité énergétique. La vie utilise pour son métabolisme de l'énergie pour les réactions chimiques en ayant besoin au moyen de la molécule d'Adénosine triphosphate (ATP). Elle consomme donc cette molécule et pour en recréer il y a deux manières, la fermentation et la respiration. A partir d'une molécule de glucose par fermentation on obtient 2 molécules d'ATP et par respiration 36 molécules d'ATP. (Plus d'explications ici). La respiration est donc 18 fois plus efficace que la fermentation. Pour la survie des formes de vie anaérobies de nos jours c'est simple certains milieux sont anaérobies.

C'est entre 2,1 milliards d’années qu’apathiquement les premières formes de vie macroscopiques pour disparaître quand le taux d'oxygène baissa (cf Gabonionta)

Sinon, si une planète comme Jupiter descend dans la zone d'une planète comme la Terre, je présume que, dans certaines circonstances, la planète type Terre doit pouvoir devenir un satellite de la planète type Jupiter. Quels effets d'une telle voisine sur l'évolution potentielle de la vie (OK, a priori la planète type Terre finira, tôt ou tard par montrer toujours la même face à la planète type Jupiter, comme c'est le cas pour la Lune par rapport à la Terre) ?

Si la Terre n'est pas expulsé du système solaire ou mis sur une orbite incompatible avec la vie elle peut devenir un satellite (Ou alors la géante gazeuse ait déjà un satellite de la taille de la Terre). Dans ce cas les forces de marée agiront sur son noyau en le comprimant et décomprimant ce qui créé de la chaleur qui doit s'évacuer par volcanisme comme le satellite de Jupiter Io qui est trop petit pour avoir un volcanisme de par sa masse trop faible (la chaleur interne et les éléments radioactifs seraient déjà épuisé depuis longtemps) et qui ne doit son volcanisme uniquement de par l'influence des forcées de marée de sa planète géante. Ça peut aussi permettre de maintenir un océan sous une couche de glace comme le satellite de Jupiter Europe ou le Satellite de saturne Encelade. On peut imaginer la Terre en orbite autour d'une géante gazeuse elle même en orbite autour d'une naine rouge ce qui permettrait à la vie de durer très longtemps (sur terre il faut une tectonique des plaques actives et cela durera théorique jusque dans 8 milliards d’années)

Quand au blocage gravitationnel d'un satellite (montrer toujours la même face à sa planète) cela n'est pas un obstacle à la vie car si la Terre était en orbite autour de Jupiter, toute sa surface serait éclairée à moment ou un autre, la durée du jour et de la nuit serait un peu plus longue. En plus une planète de la taille de Jupiter éclairerait bien plus que la Lune donc beaucoup de nuit seraient de pénombre. L’atmosphère permettrait aussi les échanges de chaleur entre les hémisphères donc pas de risque de gel de l’atmosphère.

On peut aussi imaginer un sous-satellite, une lune de lune. Cela a commencé a être théorisé quand on a découvert une lune autour d'une géante gazeuse Kepler-1625b. Ce satellite du nom de Kepler-1625b I,est aussi gros que Neptune. Un article scientifique a été publié Can moons have moons ? et il s'avère qu'autour de certains satellite il pourrait y avoir à long terme un sous satellite d'un diamètre d'environ 10 Km. Dans le système solaire des subsatellites sont possible autour de Jupiter (Callisto), Saturne (Titan et Iapetus), et la Terre (Lune).

Même si ça n'est pas indiqué dans le documentaire, je présume que la nature de l'étoile (brune, rouge, orange, jaune, bleue ... ; géante, naine, ...) doit également avoir son importance (ne serait-ce que par la nature des rayonnements, mais sachant également que la durée de vie d'une "géante" est plus courte que celle d'une "naine" comme le Soleil).

Exact la durée de vie d'une étoile varié de quelques millions d'années pour les plus grosses à 100 milliards d'années pour les plus petites. Cela change la zone habitable et autour des plus petites étoiles il y aurait blocage gravitationnel des planètes. Le problème sur les étoiles rouge c'est qu'elles sont assez instable et de grandes éruptions solaire rendra la vie assez difficile sur ces planètes. Les étoiles sont aussi de plus en plus lumineuse au cours de leur durée de vie, dans un milliard d’années le soleil sera trop chaud pour que l'eau liquide soit présente sur Terre et les océan s'évaporeront, le mieux est donc d'être autour d'une étoile orange qui aura une durée de vie plus longue qu'une étoile jaune sans avoir les violentes éruption d'une étoile rouge. Une étoile plus chaude cela veut dire aussi un cycle du carbone plus rapide, la chaleur supplémentaire accélérant sa dissolution et sa sédimentation ce qui rendra impossible la photosynthèse. Pour finir la luminosité de l’étoile plus ou moins forte et la longueur d'onde de ses rayons lumineux ferra que différents pigments seront nécessaires pour que les végétaux puissent faire correctement leur photosynthèse, sur Terre les algues n'ont pas la même couleur suivant leur profondeur et sur les planètes à étoile orange les végétaux seront rouge et autour d'une étoile rouge ils seront noir pour capter le plus possible de la faible luminosité de l'étoile.

J'ai appris il y a seulement quelques années que la gravité d'une planète ne dépend pas que de son diamètre

Exact cela dépend de sa masse, par exemple la densité de Saturne est inférieure à celle de l'eau (elle flotterait). Autre exemple Mercure a un noyau métallique assez important par rapport à sa taille et une faible croûte rocheuse. Autre exemple on connaît des étoiles de la taille de Jupiter et Saturne, mais beaucoup plus massive (suffisamment pour amorcer la fusion de l'hydrogène).

Par exemple, une planète avec la même gravité que la Terre, mais avec un diamètre deux fois plus grand, verra-t-elle des conséquences au niveau de la croûte, du volcanisme, de la tectonique des plaques et de l'atmosphère

Pour retenir une atmosphère c'est juste une question de masse et ensuite d'avoir un champ magnétique qui soit suffisant en intensité et en durée de vie pour protéger cette atmosphère du vent solaire. L’épaisseur de la croûte est aussi à prendre en compte car une croûte trop épaisse peut rendre impossible une tectonique des plaques. Aussi si la proportion d'élément radioactif qui assurent la chaleur à long terme (Uranium Thorium Potassium) est plus faible le volcanisme sera donc moins important.

Ce type de planète pourra-t-il avoir un satellite (par exemple de la taille de la Terre. Ce qui créerait des proportions façon Pluton-Charon) permettant l'éclosion de la vie sur un binôme (bon, au moment où le satellite s'"immobilisera" comme la Lune, la vie pourra avoir du mal à se maintenir, d'une façon "analogue" sur le satellite en question) ?

Si à la place de la Terre il y avait une jumelle (en composition et en taille, etc) elles tourneraient autour de leur centre de gravité. Une durée jour/nuit plus long ne serait pas un obstacle à la vie. Et l'activité géologique serait simialire.

On peut quand même, malgré tout, imaginer qu'il puisse exister des êtres vivants avec des associations différentes d'acides aminés sur d'autres planètes ?

Oui

Je lis depuis des années qu'il pourrait, théoriquement, exister des modèles sur l'utilisation possible, par des êtres vivants, du méthane plutôt que de l'oxygène. L'apport d'énergie pourrait être inférieur, ou égal, ou supérieur à l'oxygène ? Et dans les mêmes conditions de température et de pression que sur Terre ?

Certaine bactérie produisent du  méthane et d'autre en consomme de manière anaérobie mais cela doit produire moins d'énergie que l'oxydation car sinon ces forme de vie auraient pu devenir macroscopique car les conditions étaient favorable avec une quantité importante de méthane dans l’atmosphère.

mais elle pourrait avoir la même gravité pour ses habitants que pour ceux de la Terre

J'ai lu un article parlant de ça : Se balader sans problème de gravité sur une exoplanète : et si Star Wars avait raison ?

Si ça t’intéresses il existe sur YouTube la chaîne melodysheep qui a publié trois documentaires sur la vie extraterrestre et l'évolution de l'univers (Life Beyond et TIMELAPSE DU FUTUR) avec de très bons sous titres en français et images de synthèse.