I'm really glad to be here. I'm glad you're here, because that would be a little weird. I'm glad we're all here. And by "here," I don't mean here. Or here. But here. I mean Earth. And by "we," I don't mean those of us in this auditorium, but life, all life on Earth --
Je suis heureux d'être ici, je suis heureux que vous soyez ici, sinon ce serait un peu bizarre. Je suis heureux que nous soyons tous là Et par « là », je n'entends pas là. Ou là. Mais là. Je veux dire la Terre. Et par « nous », je ne veux pas dire nous qui sommes dans l'auditorium, mais la vie, toute la vie sur Terre,
(Laughter)
(Rires)
from complex to single-celled, from mold to mushrooms to flying bears.
Du complexe au monocellulaire, de la moisissure aux champignons aux ours volants.
(Laughter)
(Rires)
The interesting thing is, Earth is the only place we know of that has life -- 8.7 million species. We've looked other places, maybe not as hard as we should or we could, but we've looked and haven't found any; Earth is the only place we know of with life. Is Earth special? This is a question I've wanted to know the answer to since I was a small child, and I suspect 80 percent of this auditorium has thought the same thing and also wanted to know the answer. To understand whether there are any planets -- out there in our solar system or beyond -- that can support life, the first step is to understand what life here requires.
Ce qui est intéressant, c'est que la Terre est le seul lieu connu capable d'accueillir la vie. 8,7 millions d'espèces. On a regardé ailleurs, peut-être pas autant que l'on aurait pu mais on a regardé et on a rien trouvé ; Nous ne connaissons que la vie terrestre. La Terre est-elle spéciale ? Je voulais connaître la réponse à cette question depuis très jeune et je soupçonne 80% de cet auditoire de vouloir la même chose. Afin de comprendre si certaines planètes du système solaire ou situées plus loin peuvent supporter la vie, la première étape est de comprendre ce que la vie demande ici-bas.
It turns out, of all of those 8.7 million species, life only needs three things. On one side, all life on Earth needs energy. Complex life like us derives our energy from the sun, but life deep underground can get its energy from things like chemical reactions. There are a number of different energy sources available on all planets. On the other side, all life needs food or nourishment. And this seems like a tall order, especially if you want a succulent tomato.
Il ressort que, pour la subsistance de ces 8,7 millions d'espèces, la vie n'a besoin que de trois choses : d'abord, la vie sur Terre a besoin d'énergie. Les vies complexes telles que nous captent leur énergie du soleil, et la vie souterraine tire son énergie de réactions chimiques. Diverses sources d'énergie sont disponibles sur toutes les planètes. D'un autre côté, toute vie a besoin de s'alimenter. Ceci ressemble à une grosse commande,
(Laughter)
surtout quand il s'agit d'une succulente tomate.
(Rires)
However, all life on Earth derives its nourishment from only six chemical elements, and these elements can be found on any planetary body in our solar system. So that leaves the thing in the middle as the tall pole, the thing that's hardest to achieve. Not moose, but water.
Cependant, toute vie sur Terre ne tire ses nutriments que de six éléments chimiques, qu'on peut trouver sur tout corps planétaire de notre système solaire. Il nous reste une chose non résolue, la clef de voûte de l'arche, la chose la plus dure à obtenir. Pas l'élan, mais l'eau.
(Laughter)
(Rires)
Although moose would be pretty cool.
Bien qu'un élan serait bien sympa.
(Laughter)
(Rires)
And not frozen water, and not water in a gaseous state, but liquid water. This is what life needs to survive, all life. And many solar system bodies don't have liquid water, and so we don't look there. Other solar system bodies might have abundant liquid water, even more than Earth, but it's trapped beneath an icy shell, and so it's hard to access, it's hard to get to, it's hard to even find out if there's any life there.
Et pas d'eau glacée, ou à l'état gazeux, mais de l'eau liquide. Toute vie en a besoin pour survivre. Et nombre de corps solaires n'en ont pas, et donc nous ne les étudions pas. D'autres corps du système solaire peuvent avoir de l'eau liquide, et même plus que la Terre, mais elle piégée sous une enveloppe gelée donc il est difficile de l'atteindre et d'y trouver un signe de vie.
So that leaves a few bodies that we should think about. So let's make the problem simpler for ourselves. Let's think only about liquid water on the surface of a planet. There are only three bodies to think about in our solar system, with regard to liquid water on the surface of a planet, and in order of distance from the sun, it's: Venus, Earth and Mars. You want to have an atmosphere for water to be liquid. You have to be very careful with that atmosphere. You can't have too much atmosphere, too thick or too warm an atmosphere, because then you end up too hot like Venus, and you can't have liquid water. But if you have too little atmosphere and it's too thin and too cold, you end up like Mars, too cold. So Venus is too hot, Mars is too cold, and Earth is just right. You can look at these images behind me and you can see automatically where life can survive in our solar system. It's a Goldilocks-type problem, and it's so simple that a child could understand it.
Cela ne laisse plus que quelques astres à considérer. Simplifions les choses. Considérons uniquement de l'eau liquide sur la surface d'une planète. Il n'y en a que trois dans notre système solaire qui ont de l'eau sur leur surface, et dans l'ordre décroissant de distance du soleil c'est : Vénus, la Terre et Mars. Il faut une atmosphère qui rende l'eau liquide. Il faut faire attention avec cette atmosphère, elle ne doit pas être trop dense, être trop épaisse ou trop chaude sinon vous finissez avec un monde trop chaud comme sur Vénus, empêchant d'avoir de l'eau liquide. Elle peut manquer, être trop fine et trop froide, et vous obtenez Mars trop froid. Donc Vénus est trop chaude, et Mars trop froide, et la Terre est bien. Regardez les images qui sont derrière moi vous y verrez facilement où dans le système solaire la vie survit. C'est le problème de Boucles d'or, qui est si simple qu'un enfant peut le comprendre.
However, I'd like to remind you of two things from the Goldilocks story that we may not think about so often but that I think are really relevant here. Number one: if Mama Bear's bowl is too cold when Goldilocks walks into the room, does that mean it's always been too cold? Or could it have been just right at some other time? When Goldilocks walks into the room determines the answer that we get in the story. And the same is true with planets. They're not static things. They change. They vary. They evolve. And atmospheres do the same. So let me give you an example.
Toutefois, je voudrais vous rappeler deux choses de l'histoire de Boucles d'or auxquelles nous pensons peu mais qui ici sont très pertinentes. Première chose : si le bol de Maman Ours est trop froid quand Boucles d'or entre dans la pièce, l'a-t-il toujours été ? Aurait-il pu être à la bonne température à un autre moment ? En entrant dans la pièce, Boucles d'or donne la clé de cette histoire. C'est aussi vrai pour les planètes. Elles sont dynamiques. Elles changent. Elles varient. Elles évoluent. Et l'atmosphère fait de même. Je vais vous donner un exemple.
Here's one of my favorite pictures of Mars. It's not the highest resolution image, it's not the sexiest image, it's not the most recent image, but it's an image that shows riverbeds cut into the surface of the planet; riverbeds carved by flowing, liquid water; riverbeds that take hundreds or thousands or tens of thousands of years to form. This can't happen on Mars today. The atmosphere of Mars today is too thin and too cold for water to be stable as a liquid. This one image tells you that the atmosphere of Mars changed, and it changed in big ways. And it changed from a state that we would define as habitable, because the three requirements for life were present long ago. Where did that atmosphere go that allowed water to be liquid at the surface?
Voici l'une de mes images préférées de Mars. Ce n'est ni de la haute résolution, ni sexy ni la plus récente, mais elle montre des lits de rivière creusés dans la surface de la planète ; ils sont creusés par de l'eau liquide qui s'écoule ; ces lits prennent des centaines voire des milliers d'années à se former. Aujourd'hui cela serait impossible sur Mars. Son atmosphère trop fine et froide empêche l'eau de rester à l'état liquide. Cette image vous montre que l'atmosphère de Mars a changé, et de manière importante. Elle a changé depuis un état que nous pourrions définir d'habitable, car les trois éléments essentiels à la vie étaient jadis présents. Où est partie l'atmosphère qui avait permis à l'eau d'être liquide en surface ?
Well, one idea is it escaped away to space. Atmospheric particles got enough energy to break free from the gravity of the planet, escaping away to space, never to return. And this happens with all bodies with atmospheres. Comets have tails that are incredibly visible reminders of atmospheric escape. But Venus also has an atmosphere that escapes with time, and Mars and Earth as well. It's just a matter of degree and a matter of scale. So we'd like to figure out how much escaped over time so we can explain this transition.
Une idée est qu'elle s'est échappée dans l'espace. Les particules atmosphériques emmagasinent assez d'énergie et se libèrent de la gravité s'échappent dans l'espace, et ne reviennent pas. Cela se produit sur tous les corps avec une atmosphère. Les comètes ont des queues telles des échappées atmosphériques bien visibles. Vénus aussi a une atmosphère qui s'échappe avec le temps, Mars et la Terre aussi. Elles varient juste en température et en taille. Donc nous voulons connaître la quantité qui s'est échappée pour mieux expliquer cette transition.
How do atmospheres get their energy for escape? How do particles get enough energy to escape? There are two ways, if we're going to reduce things a little bit. Number one, sunlight. Light emitted from the sun can be absorbed by atmospheric particles and warm the particles. Yes, I'm dancing, but they --
D'où vient l'énergie des atmosphères ? D'où vient l'énergie des particules ? Il y a deux façons, donc nous allons réduire un peu les choses. Première cause : la lumière du soleil. Les particules peuvent l'absorber et se réchauffer. Oui, je danse, mais ils... (Rires)
(Laughter)
Oh my God, not even at my wedding.
Oh mon Dieu, même pas à mon mariage.
(Laughter)
(Rires)
They get enough energy to escape and break free from the gravity of the planet just by warming. A second way they can get energy is from the solar wind. These are particles, mass, material, spit out from the surface of the sun, and they go screaming through the solar system at 400 kilometers per second, sometimes faster during solar storms, and they go hurtling through interplanetary space towards planets and their atmospheres, and they may provide energy for atmospheric particles to escape as well.
Elles ont assez d'énergie pour s'échapper et se libérer de la gravité de la planète par leur réchauffement. Une seconde option est de prendre l'énergie du vent solaire. Les particules, la masse, la matière, crachées par le soleil vont déferler à travers le système solaire, à 400 kilomètres par seconde, parfois plus lors de tempêtes solaires, perçant l'espace interplanétaire vers les planètes et leur atmosphère, et peuvent fournir l'énergie qui aidera les particules à s'échapper.
This is something that I'm interested in, because it relates to habitability. I mentioned that there were two things about the Goldilocks story that I wanted to bring to your attention and remind you about, and the second one is a little bit more subtle. If Papa Bear's bowl is too hot, and Mama Bear's bowl is too cold, shouldn't Baby Bear's bowl be even colder if we're following the trend? This thing that you've accepted your entire life, when you think about it a little bit more, may not be so simple. And of course, distance of a planet from the sun determines its temperature. This has to play into habitability. But maybe there are other things we should be thinking about. Maybe it's the bowls themselves that are also helping to determine the outcome in the story, what is just right.
C'est quelque chose qui m'intéresse car c'est lié à l'habitabilité. J'ai dit qu'il y avait deux choses au sujet de Boucles d'or que je voulais vous faire remarquer et vous rappeler, et la deuxième est un peu plus subtile. Si le bol de Papa Ours est trop chaud, et celui de Maman Ours trop froid, celui de Bébé Ours ne devrait-il pas être plus froid encore si nous suivons la tendance ? Cette chose que vous avez admise toute votre vie, si on y pense un peu plus, n'est pas si simple. La distance entre une planète et le soleil est déterminante pour sa température. Cela doit avoir un effet sur l'habitabilité. Nous pouvons aussi penser plus en avant. Si ce sont les bols eux-mêmes qui aident à définir le fin mot de l'histoire, cela serait juste.
I could talk to you about a lot of different characteristics of these three planets that may influence habitability, but for selfish reasons related to my own research and the fact that I'm standing up here holding the clicker and you're not --
Je pourrais vous donner bien des caractéristiques de ces trois planètes qui peuvent jouer sur l'habitabilité, mais par pur égoïsme lié à mes recherches et du fait que je suis là à tenir la télécommande et pas vous...
(Laughter)
(Rires)
I would like to talk for just a minute or two about magnetic fields. Earth has one; Venus and Mars do not. Magnetic fields are generated in the deep interior of a planet by electrically conducting churning fluid material that creates this big old magnetic field that surrounds Earth. If you have a compass, you know which way north is. Venus and Mars don't have that. If you have a compass on Venus and Mars, congratulations, you're lost.
Je vais parler une minute ou deux des champs magnétiques. La Terre en a, mais pas Vénus et Mars. Ils sont générés au cœur d'une planète par malaxage de matière fluide conductrice créant ce bon vieux champ magnétique qui entoure la Terre. On peut voir où est le nord à l'aide d'une boussole. Vénus ou Mars n'ont pas ça. Avec une boussole sur Vénus ou Mars, bravo, vous êtes perdu.
(Laughter)
(Rires)
Does this influence habitability? Well, how might it? Many scientists think that a magnetic field of a planet serves as a shield for the atmosphere, deflecting solar wind particles around the planet in a bit of a force field-type effect having to do with electric charge of those particles. I like to think of it instead as a salad bar sneeze guard for planets.
Cela influence-t-il l'habitabilité ? Et par quel moyen ? Des scientifiques pensent que le champ magnétique sert de bouclier pour l'atmosphère, déviant les particules du vent solaire autour de la planète comme sous l'effet d'un champ de force réagissant à la charge électrique de ces particules. Je l'imagine comme une vitre de protection pour les buffets à salade.
(Laughter)
(Rires)
And yes, my colleagues who watch this later will realize this is the first time in the history of our community that the solar wind has been equated with mucus.
Et oui, mes collègues réaliseront plus tard que c'est la première fois dans notre histoire que le vent solaire est assimilé à du mucus.
(Laughter)
(Rires)
OK, so the effect, then, is that Earth may have been protected for billions of years, because we've had a magnetic field. Atmosphere hasn't been able to escape. Mars, on the other hand, has been unprotected because of its lack of magnetic field, and over billions of years, maybe enough atmosphere has been stripped away to account for a transition from a habitable planet to the planet that we see today.
Le résultat est que la Terre est protégée depuis des milliards d'années, grâce à son champ magnétique. L'atmosphère n'a pas pu s'échapper. Par contre, Mars est restée non protégée par l'abscence d'un champ magnétique, et au fil des milliards d'années, il s'est peut être ôté assez d'atmosphère pour permettre la transition d'une planète habitable à la planète d'aujourd'hui.
Other scientists think that magnetic fields may act more like the sails on a ship, enabling the planet to interact with more energy from the solar wind than the planet would have been able to interact with by itself. The sails may gather energy from the solar wind. The magnetic field may gather energy from the solar wind that allows even more atmospheric escape to happen. It's an idea that has to be tested, but the effect and how it works seems apparent. That's because we know energy from the solar wind is being deposited into our atmosphere here on Earth. That energy is conducted along magnetic field lines down into the polar regions, resulting in incredibly beautiful aurora. If you've ever experienced them, it's magnificent. We know the energy is getting in. We're trying to measure how many particles are getting out and if the magnetic field is influencing this in any way.
Des scientifiques pensent que le champ magnétique agit plutôt comme la voilure d'un bateau. Il augmente les interactions avec le vent solaire par rapport aux interactions de la planète seule. La voilure et le champ magnétique peuvent capter l'énergie du vent solaire ce qui augmente la perte d'atmosphère. Cette idée doit être testée mais son effet et son fonctionnement semblent évidents. Car nous savons que le vent solaire perd de son énergie dans l'atmosphère ici sur Terre. L'énergie est conduite sur des lignes de champs magnétique jusqu'aux régions polaires, et résulte en de magnifiques aurores. Si vous connaissez, c'est magnifique. Nous connaissons l'énergie qui y entre et nous tentons de mesurer combien de particules en sortent et quelle est l'influence du champ magnétique.
So I've posed a problem for you here, but I don't have a solution yet. We don't have a solution. But we're working on it. How are we working on it? Well, we've sent spacecraft to all three planets. Some of them are orbiting now, including the MAVEN spacecraft which is currently orbiting Mars, which I'm involved with and which is led here, out of the University of Colorado. It's designed to measure atmospheric escape. We have similar measurements from Venus and Earth. Once we have all our measurements, we can combine all these together, and we can understand how all three planets interact with their space environment, with the surroundings. And we can decide whether magnetic fields are important for habitability or not.
Donc je vous pose une colle, mais je n'en ai pas la solution. On n'a pas la solution. Mais on y travaille. De quelle façon ? On a envoyé des astronefs sur les trois planètes. Certaines sont en orbite, comme la MAVEN qui orbite aujourd'hui autour de Mars, projet où je suis engagé et qui est dirigé ici, par l'université du Colorado. Il est conçu pour sonder la perte atmosphérique. On a la même chose pour Vénus et la Terre. Quand on aura toutes les données, on pourra tout combiner, et comprendre comment trois planètes interagissent avec l'espace environnant, et les alentours. Et décider si les champs magnétiques sont importants pour l'habitabilité, ou pas.
Once we have that answer, why should you care? I mean, I care deeply ... And financially as well, but deeply.
La réponse a-t-elle une importance pour vous ? Moi, je m'en soucie vraiment, et financièrement aussi, mais beaucoup.
(Laughter)
(Rires)
First of all, an answer to this question will teach us more about these three planets, Venus, Earth and Mars, not only about how they interact with their environment today, but how they were billions of years ago, whether they were habitable long ago or not. It will teach us about atmospheres that surround us and that are close. But moreover, what we learn from these planets can be applied to atmospheres everywhere, including planets that we're now observing around other stars. For example, the Kepler spacecraft, which is built and controlled here in Boulder, has been observing a postage stamp-sized region of the sky for a couple years now, and it's found thousands of planets -- in one postage stamp-sized region of the sky that we don't think is any different from any other part of the sky.
Une première réponse à cette question nous en apprendra plus sur Vénus, la Terre et Mars, sur leur façon d'interagir avec leur environnement aujourd'hui et il y a des milliards d'années. Si elles ont été habitables ou non. Et nous en apprendra plus sur les atmosphères voisines ou qui nous entourent. De plus, notre connaissance de ces planètes peut être appliquée pour toute atmosphère et pour les planètes que nous observons autour des étoiles. Par exemple, l'aéronef Kepler, qui a été construit et contrôlé ici à Boulder, a observé une région du ciel de la taille d'un timbre poste durant plusieurs années, et il a trouvé des milliers de planètes dans une région du ciel de la taille d'un timbre poste que nous pensons être semblable au reste du ciel.
We've gone, in 20 years, from knowing of zero planets outside of our solar system, to now having so many, that we don't know which ones to investigate first. Any lever will help. In fact, based on observations that Kepler's taken and other similar observations, we now believe that, of the 200 billion stars in the Milky Way galaxy alone, on average, every star has at least one planet. In addition to that, estimates suggest there are somewhere between 40 billion and 100 billion of those planets that we would define as habitable in just our galaxy.
En 20 ans, nous sommes passés de zéro planète connue en dehors du système solaire à tellement aujourd'hui, que l'on ne sait pas laquelle étudier en premier. Toute aide serait la bienvenue. En se basant sur les observations de Kepler et d'autres similaires, on croit maintenant que pour les 200 milliards d'étoiles que compte la seule Voie Lactée, en moyenne chaque étoile a au moins une planète. En plus de ça, les estimations suggèrent qu'entre 40 et 100 milliards de ces planètes seraient habitables, juste dans notre galaxie.
We have the observations of those planets, but we just don't know which ones are habitable yet. It's a little bit like being trapped on a red spot --
On a observé ces planètes, mais reste à savoir lesquelles sont habitables. C'est un peu comme être sur un petit point rouge
(Laughter)
(Rires)
on a stage and knowing that there are other worlds out there and desperately wanting to know more about them, wanting to interrogate them and find out if maybe just one or two of them are a little bit like you. You can't do that. You can't go there, not yet. And so you have to use the tools that you've developed around you for Venus, Earth and Mars, and you have to apply them to these other situations, and hope that you're making reasonable inferences from the data, and that you're going to be able to determine the best candidates for habitable planets, and those that are not.
sur une scène, et savoir qu'il existe d'autres mondes et désespérément vouloir en savoir plus, les étudier, et en trouver au moins un ou deux qui seraient un peu comme vous. On ne sait pas encore le faire ni encore aller là-bas. Alors il vous faut utiliser autour de vous les outils que vous avez développés pour Vénus, la Terre et Mars, pour les appliquer à ces nouvelles situations, et espérer que vous avez fait de bonnes déductions à partir des données, et ainsi déterminer les meilleures candidates pour être des planètes habitables ou pas.
In the end, and for now, at least, this is our red spot, right here. This is the only planet that we know of that's habitable, although very soon we may come to know of more. But for now, this is the only habitable planet, and this is our red spot. I'm really glad we're here.
Finalement dans la situation présente, c'est notre point rouge, juste là. C'est la seule planète habitable que nous connaissons, bien que bientôt nous devrions en connaitre d'autres. Mais pour le moment, c'est la seule qui est habitable, et c'est notre point rouge. Je suis ravi que nous soyons ici.
Thanks.
Merci.
(Applause)
(Applaudissements)