Well, you know, sometimes the most important things come in the smallest packages. I am going to try to convince you, in the 15 minutes I have, that microbes have a lot to say about questions such as, "Are we alone?" and they can tell us more about not only life in our solar system but also maybe beyond, and this is why I am tracking them down in the most impossible places on Earth, in extreme environments where conditions are really pushing them to the brink of survival. Actually, sometimes me too, when I'm trying to follow them too close. But here's the thing: We are the only advanced civilization in the solar system, but that doesn't mean that there is no microbial life nearby. In fact, the planets and moons you see here could host life -- all of them -- and we know that, and it's a strong possibility. And if we were going to find life on those moons and planets, then we would answer questions such as, are we alone in the solar system? Where are we coming from? Do we have family in the neighborhood? Is there life beyond our solar system?
Vous savez, parfois le plus important est dans les petites choses. Je vais essayer de vous convaincre en 15 minutes que les microbes peuvent répondre à des questions comme « Sommes-nous seuls? » et ils peuvent nous renseigner sur la vie dans notre système solaire mais aussi, peut-être, au-delà. C'est pourquoi je les poursuis dans les endroits les plus inaccessibles sur Terre dans des environnements extrêmes où les conditions sont si difficiles qu'ils survivent à peine. Ma survie est menacée aussi, quand je les suis de trop près. Voilà ce qui se passe. Nous constituons la seule civilisation avancée du système solaire, mais cela ne garantit pas qu'il n'y ait aucune vie microbienne à proximité. En fait, les planètes et les lunes que vous voyez ici pourraient supporter la vie, chacune d'entre elles, et nous savons que la possibilité est grande. Et si nous trouvions de la vie sur ces corps célestes alors nous pourrions répondre à des questions comme « Sommes-nous seuls dans le système solaire? » « D'où vient-on? » « A-t-on de la parenté quelque part? » « Y a-t’il de la vie au-delà du système solaire? »
And we can ask all those questions because there has been a revolution in our understanding of what a habitable planet is, and today, a habitable planet is a planet that has a zone where water can stay stable, but to me this is a horizontal definition of habitability, because it involves a distance to a star, but there is another dimension to habitability, and this is a vertical dimension. Think of it as conditions in the subsurface of a planet where you are very far away from a sun, but you still have water, energy, nutrients, which for some of them means food, and a protection. And when you look at the Earth, very far away from any sunlight, deep in the ocean, you have life thriving and it uses only chemistry for life processes.
Nous pouvons poser ces questions, parce qu'il y a eu une révolution dans notre compréhension de ce qu'est une planète habitable et maintenant, une planète est habitable si elle présente un endroit où l'eau peut rester stable, mais pour moi, c'est une définition horizontale de l'habitabilité, car la distance du soleil entre en jeu, mais il y a une autre dimension à l'habitabilité, et c'est une dimension verticale. Afin de bien comprendre, il faut penser aux conditions souterraines d'une planète très éloignée du soleil, mais qui contient quand même eau, énergie et nutriments, une nourriture pour certains microbes, ainsi qu'une protection. En comparant avec la Terre, au fond de l'océan, loin de toute lumière, la vie prospère et n'utilise que la chimie dans ses processus organiques
So when you think of it at that point, all walls collapse. You have no limitations, basically. And if you have been looking at the headlines lately, then you will see that we have discovered a subsurface ocean on Europa, on Ganymede, on Enceladus, on Titan, and now we are finding a geyser and hot springs on Enceladus, Our solar system is turning into a giant spa. For anybody who has gone to a spa knows how much microbes like that, right? (Laughter)
Donc, en y pensant de cette manière, toutes les contraintes s'effondrent. Il n'y a plus aucune limite. Et si vous avez suivi les dernières nouvelles, vous savez qu'on a découvert des océans souterrains sur Europe, sur Ganymède, sur Encelade, sur Titan, et on a trouvé un geyser et une source chaude sur Encelade. Notre système solaire se transforme en spa géant. Tous ceux qui vont dans les spas savent à quel point les microbes aiment les spas.
So at that point, think also about Mars. There is no life possible at the surface of Mars today, but it might still be hiding underground.
(rires) Il faut aussi penser à Mars. Présentement, la vie est impossible sur la surface de Mars,
So, we have been making progress in our understanding of habitability, but we also have been making progress in our understanding of what the signatures of life are on Earth. And you can have what we call organic molecules, and these are the bricks of life, and you can have fossils, and you can minerals, biominerals, which is due to the reaction between bacteria and rocks, and of course you can have gases in the atmosphere. And when you look at those tiny green algae on the right of the slide here, they are the direct descendants of those who have been pumping oxygen a billion years ago in the atmosphere of the Earth. When they did that, they poisoned 90 percent of the life at the surface of the Earth, but they are the reason why you are breathing this air today.
mais elle existe peut-être dans son sous-sol. Donc, on a évolué dans notre définition de l'habitabilité, mais aussi dans notre compréhension des signatures organiques sur la Terre. On trouve des molécules organiques, les briques qui composent la vie, et on peut avoir des fossiles, et aussi des minéraux, des biominéraux, issus des réactions entre bactéries et minéraux, et, bien sûr, des gaz dans l'atmosphère. Ces petites algues vertes, à droite sur l'écran, sont les descendants des organismes qui émettaient de l'oxygène il y a 1 milliard d'années dans l'atmosphère de la Terre. En faisant cela, ils ont empoisonné 90 % de la vie à la surface de la Terre, mais c'est grâce à eux qu'on respire cet air aujourd'hui.
But as much as our understanding grows of all of these things, there is one question we still cannot answer, and this is, where are we coming from? And you know, it's getting worse, because we won't be able to find the physical evidence of where we are coming from on this planet, and the reason being is that anything that is older than four billion years is gone. All record is gone, erased by plate tectonics and erosion. This is what I call the Earth's biological horizon. Beyond this horizon we don't know where we are coming from.
À mesure que notre compréhension de ces phénomènes augmente, il y a une question qui demeure sans réponse. C'est celle de nos origines. La situation empire, parce que nous ne trouverons jamais de traces physiques qui marquent notre origine sur cette planète, car tout ce qui est plus vieux que 4 milliards d'années a disparu. Les traces ont disparu, effacées par la tectonique des plaques et l'érosion. C'est ce que j'appelle l'horizon biologique de la Terre. Au-delà de cet horizon, on ne peut pas retracer nos origines.
So is everything lost? Well, maybe not. And we might be able to find evidence of our own origin in the most unlikely place, and this place in Mars.
Alors, est-ce que tout est perdu? Peut-être pas. On arrivera peut-être à tracer l'origine de la vie dans l'endroit le plus improbable; cet endroit, c'est Mars.
How is this possible? Well clearly at the beginning of the solar system, Mars and the Earth were bombarded by giant asteroids and comets, and there were ejecta from these impacts all over the place. Earth and Mars kept throwing rocks at each other for a very long time. Pieces of rocks landed on the Earth. Pieces of the Earth landed on Mars. So clearly, those two planets may have been seeded by the same material. So yeah, maybe Granddady is sitting there on the surface and waiting for us. But that also means that we can go to Mars and try to find traces of our own origin. Mars may hold that secret for us. This is why Mars is so special to us.
Comment est-ce possible? Dans les premiers temps du système solaire, Mars et la Terre étaient bombardées par d'énormes astéroïdes et des comètes, et des résidus de ces impacts ont été projetés partout. La Terre et Mars se sont lancé des débris pendant très longtemps. Des débris de Mars ont atterri sur Terre, et vice versa Ainsi, ces deux planètes ont pu être ensemencées par la même matière. Donc, oui, des organismes parents à la vie terrestre s'y trouvent peut-être. On peut donc aller sur Mars et tenter de trouver nos vraies origines. Mars pourrait détenir ces secrets. Voilà pourquoi Mars est si spéciale pour nous.
But for that to happen, Mars needed to be habitable at the time when conditions were right. So was Mars habitable? We have a number of missions telling us exactly the same thing today. At the time when life appeared on the Earth, Mars did have an ocean, it had volcanoes, it had lakes, and it had deltas like the beautiful picture you see here. This picture was sent by the Curiosity rover only a few weeks ago. It shows the remnants of a delta, and this picture tells us something: water was abundant and stayed founting at the surface for a very long time. This is good news for life. Life chemistry takes a long time to actually happen.
Pour que tout cela soit possible, Mars devait être habitable, à un moment où les conditions étaient adéquates. Alors, est-ce que Mars était habitable? Les résultats de plusieurs missions pointent vers les mêmes résultats. Quand la vie est apparue sur Terre, Mars avait un océan, avait des volcans, des lacs, et des deltas, comme sur cette image. Cette photo a été prise par le robot Curiosity, il y a quelques semaines. Elle montre les restes d'un delta, et nous prouve une chose : l'eau était abondante, surgissait à la surface pendant très longtemps. De bonnes nouvelles pour la vie. La chimie organique prend du temps à se produire. Ce sont de très bonnes nouvelles,
So this is extremely good news, but does that mean that if we go there, life will be easy to find on Mars? Not necessarily.
mais si on se rend sur Mars, trouvera-t-on facilement de la vie? Pas nécessairement.
Here's what happened: At the time when life exploded at the surface of the Earth, then everything went south for Mars, literally. The atmosphere was stripped away by solar winds, Mars lost its magnetosphere, and then cosmic rays and U.V. bombarded the surface and water escaped to space and went underground. So if we want to be able to understand, if we want to be able to find those traces of the signatures of life at the surface of Mars, if they are there, we need to understand what was the impact of each of these events on the preservation of its record. Only then will we be able to know where those signatures are hiding, and only then will we be able to send our rover to the right places where we can sample those rocks that may be telling us something really important about who we are, or, if not, maybe telling us that somewhere, independently, life has appeared on another planet.
Voilà ce qui s'est passé. Quand la vie a explosé sur la surface de la Terre, tout a changé, sur Mars, littéralement. L'atmosphère a été dépouillée par les vents solaires, Mars a perdu sa magnétosphère, et des rayons cosmiques et UV ont bombardé la surface et l'eau s'est échappée dans l'espace, ou bien sous terre. Donc, si on veut arriver à comprendre, si on veut trouver ces traces de signatures organiques sur la surface de Mars, nous devons comprendre les impacts de ces évènements sur la préservation des traces. Après cela, on pourra savoir où se cachent ces signatures organiques, et on pourra envoyer nos robots exactement aux bons endroits, et sonder les rochers qui pourraient dire quelque chose de très important sur notre identité, ou, sinon, nous dire que quelque part, indépendamment, la vie est apparue sur une autre planète.
So to do that, it's easy. You only need to go back 3.5 billion years ago in the past of a planet. We just need a time machine.
Pour faire cela, c'est facile. Il ne suffit que de reculer de 3,5 milliards d'années dans le passé d'une planète. Il nous faut une machine à voyager dans le temps.
Easy, right? Well, actually, it is. Look around you -- that's planet Earth. This is our time machine. Geologists are using it to go back in the past of our own planet. I am using it a little bit differently. I use planet Earth to go in very extreme environments where conditions were similar to those of Mars at the time when the climate changed, and there I'm trying to understand what happened. What are the signatures of life? What is left? How are we going to find it? So for one moment now I'm going to take you with me on a trip into that time machine.
Facile, non? En fait, oui. Regardez autour de vous; c'est la Terre. C'est la machine qu'il nous faut. Les géologues l'utilisent pour visiter le passé de notre planète. Je l'utilise un peu différemment. Je l'utilise pour visiter des environnements extrêmes où les conditions étaient similaires à celles de Mars quand le climat s'est mis à changer, et j'essaye de comprendre ce qui s'est produit. Quelles sont les signatures restantes? Comment allons-nous les trouver? Alors pour un instant, je vais vous amener, avec moi, dans un voyage à travers le temps. Nous voilà dans les Andes, à 4 500 mètres d'altitude,
And now, what you see here, we are at 4,500 meters in the Andes, but in fact we are less than a billion years after the Earth and Mars formed. The Earth and Mars will have looked pretty much exactly like that -- volcanoes everywhere, evaporating lakes everywhere, minerals, hot springs, and then you see those mounds on the shore of those lakes? Those are built by the descendants of the first organisms that gave us the first fossil on Earth.
mais en fait, nous sommes dans le premier milliard d'années après la formation de la Terre et de Mars. Les deux planètes ressemblaient beaucoup à cela; partout, il y avait des volcans et des lacs s'évaporant, des minéraux, des sources chaudes, et puis on aperçoit ces monticules, sur le rivage des lacs. Ils ont été construits par les descendants des premiers organismes,
But if we want to understand what's going on, we need to go a little further. And the other thing about those sites is that exactly like on Mars three and a half billion years ago, the climate is changing very fast, and water and ice are disappearing. But we need to go back to that time when everything changed on Mars, and to do that, we need to go higher. Why is that? Because when you go higher, the atmosphere is getting thinner, it's getting more unstable, the temperature is getting cooler, and you have a lot more U.V. radiation. Basically, you are getting to those conditions on Mars when everything changed.
qui sont devenus les premiers fossiles. Pour bien comprendre ce qui se passe, il faut aller un peu plus loin. Et l'autre intérêt de ces sites, c'est que, comme sur Mars il y a 3,5 milliards d'années, le climat change très vite, l'eau et la glace disparaissent. Il faut qu'on retourne à cette époque où tout a changé sur Mars, et pour cela, il faut monter plus haut. Pourquoi? Parce que plus on monte, plus l'atmosphère s'amincit, plus elle devient instable, la température diminue, et il y a beaucoup plus de radiations UV. En gros, on se rapproche de ces conditions sur Mars, quand tout a changé.
So I was not promising anything about a leisurely trip on the time machine. You are not going to be sitting in that time machine. You have to haul 1,000 pounds of equipment to the summit of this 20,000-foot volcano in the Andes here. That's about 6,000 meters. And you also have to sleep on 42-degree slopes and really hope that there won't be any earthquake that night. But when we get to the summit, we actually find the lake we came for. At this altitude, this lake is experiencing exactly the same conditions as those on Mars three and a half billion years ago. And now we have to change our voyage into an inner voyage inside that lake, and to do that, we have to remove our mountain gear and actually don suits and go for it. But at the time we enter that lake, at the very moment we enter that lake, we are stepping back three and a half billion years in the past of another planet, and then we are going to get the answer came for. Life is everywhere, absolutely everywhere. Everything you see in this picture is a living organism. Maybe not so the diver, but everything else. But this picture is very deceiving. Life is abundant in those lakes, but like in many places on Earth right now and due to climate change, there is a huge loss in biodiversity. In the samples that we took back home, 36 percent of the bacteria in those lakes were composed of three species, and those three species are the ones that have survived so far.
Je n'ai jamais promis que le voyage dans le temps serait facile. On ne reste pas assis à ne rien faire. Il faut tirer 1 000 livres d'équipement jusqu'au sommet de ce volcan de 20 000 pieds. C'est environ 6 000 mètres. Et il faut dormir sur une pente de 42 degrés et espérer qu'il n'y ait aucun tremblement de terre. Quand on arrive en haut, on trouve le lac qu'on cherchait. À cette altitude, ce lac subit exactement les mêmes conditions qu'il y avait sur Mars, il y a 3,5 milliards d'années. Maintenant, l'expédition change et devient un voyage à l'intérieur de ce lac, et pour cela, il faut enlever notre équipement d'escalade et enfiler la combinaison de plongée, et se lancer. Mais au moment précis où on entre dans ce lac, on recule de 3,5 milliards d'années dans le passé d'une autre planète, et là, on obtient la réponse qu'on est venu chercher. La vie est partout, absolument partout. Tout ce que vous voyez ici, ce sont des organismes vivants. Excluons peut-être le plongeur, mais tout le reste est vivant. Par contre, cette photo est très trompeuse. La vie abonde dans ces lacs, mais comme à plusieurs endroits sur Terre, les climats changent et il y a d'énormes pertes en biodiversité. Dans les échantillons que nous avons ramenés, trois espèces composaient 36 % des bactéries présentes dans ces lacs et ces espèces sont celles qui ont survécu jusqu'à présent.
Here's another lake, right next to the first one. The red color you see here is not due to minerals. It's actually due to the presence of a tiny algae. In this region, the U.V. radiation is really nasty. Anywhere on Earth, 11 is considered to be extreme. During U.V. storms there, the U.V. Index reaches 43. SPF 30 is not going to do anything to you over there, and the water is so transparent in those lakes that the algae has nowhere to hide, really, and so they are developing their own sunscreen, and this is the red color you see. But they can adapt only so far, and then when all the water is gone from the surface, microbes have only one solution left: They go underground. And those microbes, the rocks you see in that slide here, well, they are actually living inside rocks and they are using the protection of the translucence of the rocks to get the good part of the U.V. and discard the part that could actually damage their DNA. And this is why we are taking our rover to train them to search for life on Mars in these areas, because if there was life on Mars three and a half billion years ago, it had to use the same strategy to actually protect itself. Now, it is pretty obvious that going to extreme environments is helping us very much for the exploration of Mars and to prepare missions. So far, it has helped us to understand the geology of Mars. It has helped to understand the past climate of Mars and its evolution, but also its habitability potential. Our most recent rover on Mars has discovered traces of organics. Yeah, there are organics at the surface of Mars. And it also discovered traces of methane. And we don't know yet if the methane in question is really from geology or biology. Regardless, what we know is that because of the discovery, the hypothesis that there is still life present on Mars today remains a viable one.
Voilà un autre lac, tout près du premier. Le rouge que vous voyez n'est pas causé par des minéraux, mais plutôt par la présence d'une petite algue. Dans cette région, le niveau de radiation UV est très élevé. Partout sur Terre, 11 est considéré comme un niveau extrême. Pendant une tempête UV, là-bas, l'index UV atteint 43. Votre écran solaire ne vous sera d'aucune utilité là-bas. et l'eau est tellement transparente dans ces lacs que l'algue n'a nulle part où se cacher, et elles développent leurs propres écrans solaires, et c'est le rouge que vous voyez. Mais leur adaptation n'est pas parfaite et quand toute l'eau a quitté la surface, les microbes n'ont plus qu'une option : ils se réfugient sous terre. Et ces microbes, les rochers que vous voyez ici, les microbes demeurent à l'intérieur de ces rochers et ils utilisent la translucidité des rochers pour tirer profit des rayons UV en rejetant la part qui pourrait endommager leur ADN. On entraine nos robots à rechercher la vie sur Mars dans de tels endroits parce que s'il y avait une vie sur Mars il y a 3,5 milliards d'années, elle devait utiliser la même stratégie pour se protéger. Maintenant, c'est assez évident qu'étudier des environnements extrêmes aide grandement pour l'exploration de Mars et la préparation de missions. Jusqu'ici, cela nous a aidé à comprendre la géologie de Mars. On a aussi pu comprendre le climat ancien de Mars, et son évolution, mais aussi son potentiel d'habitabilité. Notre dernier robot a découvert des traces de molécules organiques. En effet, il y a des molécules organiques à la surface de Mars. On a aussi découvert des traces de méthane. Et on ne sait pas encore si ce méthane a une origine géologique ou biologique. Peu importe. Ce qu'on sait, c'est que grâce à cette découverte, l'hypothèse que la vie soit encore présente sur Mars reste une hypothèse viable.
So by now, I think I have convinced you that Mars is very special to us, but it would be a mistake to think that Mars is the only place in the solar system that is interesting to find potential microbial life. And the reason is because Mars and the Earth could have a common root to their tree of life, but when you go beyond Mars, it's not that easy. Celestial mechanics is not making it so easy for an exchange of material between planets, and so if we were to discover life on those planets, it would be different from us. It would be a different type of life. But in the end, it might be just us, it might be us and Mars, or it can be many trees of life in the solar system. I don't know the answer yet, but I can tell you something: No matter what the result is, no matter what that magic number is, it is going to give us a standard by which we are going to be able to measure the life potential, abundance and diversity beyond our own solar system. And this can be achieved by our generation. This can be our legacy, but only if we dare to explore.
Je crois avoir réussi à vous convaincre que Mars est un cas très spécial, mais ce serait faux de dire que Mars soit le seul lieu du système solaire où l'on puisse trouver une vie microbienne. La raison étant que la vie sur Mars et la Terre pourrait provenir de la même racine, mais quand on dépasse Mars, l'affaire se complique. Les mécaniques célestes rendent difficiles les échanges de matière entre planètes, donc, si on découvrait une vie sur ces planètes, elle serait différente de la nôtre. Ce serait un autre type de vie. Donc, il n'y a peut-être que nous, ou seulement nous, et Mars, ou bien plusieurs foyers d'origines dans le système solaire. Je ne connais pas la réponse, mais je peux vous dire ceci : Peu importe le résultat, peu importe la réponse à l'équation, on aura un standard avec lequel on pourra mesurer le potentiel de vie, l'abondance et la diversité au-delà de notre système. Cela peut être accompli par notre génération. Cela peut constituer notre héritage, à condition qu'on ose explorer.
Now, finally, if somebody tells you that looking for alien microbes is not cool because you cannot have a philosophical conversation with them, let me show you why and how you can tell them they're wrong. Well, organic material is going to tell you about environment, about complexity and about diversity. DNA, or any information carrier, is going to tell you about adaptation, about evolution, about survival, about planetary changes and about the transfer of information. All together, they are telling us what started as a microbial pathway, and why what started as a microbial pathway sometimes ends up as a civilization or sometimes ends up as a dead end.
Donc, finalement. Si quelqu'un vous dit qu'étudier les microbes étrangers est ennuyeux parce qu'on ne peut pas parler de philosophie avec eux, je vais vous montrer pourquoi ils ont tort, et comment leur dire. La matière organique va vous renseigner à propos de l'environnement, de la complexité et de la diversité. L'ADN, ou tout autre transporteur d'information, parle d'adaptation, d'évolution, de survie, des changements planétaires et des transferts d'informations. Tous ensemble, ils nous montrent ce qui provient d'un parcours évolutif et pourquoi ce parcours peut parfois aboutir à une civilisation ou encore à rien du tout.
Look at the solar system, and look at the Earth. On Earth, there are many intelligent species, but only one has achieved technology. Right here in the journey of our own solar system, there is a very, very powerful message that says here's how we should look for alien life, small and big. So yeah, microbes are talking and we are listening, and they are taking us, one planet at a time and one moon at a time, towards their big brothers out there. And they are telling us about diversity, they are telling us about abundance of life, and they are telling us how this life has survived thus far to reach civilization, intelligence, technology and, indeed, philosophy.
Regardez le système solaire, et regardez la Terre. Sur Terre, il y a plusieurs espèces intelligentes, mais une seule a atteint la technologie. Ici, dans l'évolution de notre système solaire, il y a un message très important, qui dit comment rechercher la vie extraterrestre, petite et grande. Donc, oui, les microbes parlent et nous écoutons, et ils nous emmènent, une planète à la fois, une lune à la fois, vers leurs grands frères, quelque part. Et ils nous parlent de diversité, de l'abondance de la vie, et ils nous racontent comment cette vie a survécu jusqu'ici pour atteindre l'état de civilisation, l'intelligence, la technologie et en effet, la philosophie.
Thank you.
Merci.
(Applause)
(applaudissements)