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- La Voie lactée, notre galaxie, est formée de plusieurs bras spiraux.
Notre système solaire (le point blanc) les traverse successivement tous les 135
millions d’années, périodicité qu’on peut mettre en relation avec les fluctuations
de la biodiversité terrestre.
Pour prendre du recul, faisons un zoom arrière. D’après nos connaissances actuelles, notre galaxie, la Voie lactée, a plusieurs bras spiraux. Le Système solaire tourne en orbite au sein de la Galaxie, de la même manière que notre planète tourne autour du Soleil. Si nous mesurons une année sur Terre par le temps qu’elle met à accomplir une révolution, nous pourrions appeler « année galactique » le temps qu’il nous faut pour faire une révolution dans la galaxie. Au cours d’une année galactique, notre système solaire traverse chacun des bras spiraux de la voie lactée. Il a été calculé qu’il faut approximativement 135 millions d’années pour passer d’un bras spiral à l’autre !
Cela nous ramène aux rayons cosmiques. La densité de leur rayonnement n’est pas uniforme dans notre Galaxie. Chaque bras spiral est densément peuplé d’étoiles nouvellement formées et de supernovas en explosion. D’après nos connaissances, c’est principalement de ces supernovas que proviennent la plupart des rayonnements cosmiques. L’espace entre les bras spiraux est moins densément peuplé par ces supernovas. On peut donc s’attendre à ce que la traversée de ces bras spiraux et des espaces qui les séparent corresponde à des variations dans les rayonnements cosmiques rencontrant notre planète. Cela expliquerait le cycle de 143 millions d’années mis en évidence par l’étude du potassium radioactif dans les météorites retrouvés sur terre.
Une question se pose alors : est-ce que ce cycle pourrait également expliquer les deux longs cycles de la biodiversité sur notre planète ? Considérons l’autre cycle, plus court mais plus prononcé, de 62 millions d’années. Si l’on fait un nouveau zoom arrière, en regardant cette fois-ci notre galaxie de profil, on constate que notre Système solaire « surfe » au-dessus et en dessous du plan équatorial de la Voie lactée, pendant qu’il tourne autour de son centre.
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- En regardant de profil le mouvement qu’il effectue par rapport à la Voie lactée, l’on constate que notre système solaire « surfe » d’abord au-dessus et puis en dessous du plan équatorial de la Voie lactée, pendant qu’il tourne autour de son centre.
Cette oscillation varie au fur et à mesure que l’on traverse les bras spiraux. En réalité, ces cycles se font sur des périodes d’environ 60 millions d’années ! Si l’on prend en compte la probabilité pour que la densité de rayonnement cosmique varie d’un plan à l’autre de la galaxie, cette oscillation et les variations qu’elle engendre en termes de flux de rayons cosmiques pourraient expliquer le cycle de 62 millions d’années.
Au-delà de la biodiversité, ce cycle correspond également à d’autres changements cycliques sur la Terre, dont une composante des mesures (réalisées par la société pétrolière Exxon) des fluctuations du niveau des mers : la quantité de terre ferme affectée par les variations de niveau des mers, qui se reflètent dans le taux d’isotopes Strontium 87/86. Cela met en évidence une relation entre le glissement des plaques tectoniques et les cycles astronomiques. L’étude des variations des dépôts de roche volcanique montre que l’activité volcanique suit ce cycle d’environ 60 millions d’années.
Un cycle d’environ 140 millions d’années de variations de la biodiversité correspond donc au mouvement de notre Système solaire à travers les bras spiraux de notre Galaxie, c’est-à-dire aux variations de flux de rayonnement cosmique ; tout cela étant mis en évidence par les données en isotopes et en températures sur la terre.
Ensuite, un cycle d’environ 60 millions d’années de variations de la biodiversité, correspondant au mouvement de notre Système solaire au-dessus et en dessous du plan de la Galaxie, en supposant que nous soyons davantage exposés aux rayonnements cosmiques d’un côté du disque galactique par rapport à l’autre. Ce cycle correspond également aux cycles géologiques d’activité volcanique et de variation du niveau des mers.
Cette corrélation manifeste entre les cycles galactiques et les degrés de biodiversité du vivant sur terre laisse supposer l’existence surprenante d’un lien entre les processus astrophysiques et ceux que nous pouvons observer au sein de notre biosphère : une résonance entre les cycles astronomiques et la vie sur Terre. Il est toutefois important de préciser que nous n’en connaissons pas encore les causes.
Toutefois, si l’on prend du recul en considérant le développement de notre cosmos sur de longues périodes (des centaines de millions d’années), il devient évident que ces « forces faibles » – comme les rayonnements cosmiques –, que la plupart des scientifiques négligent, se révèlent alors plus importantes et plus puissantes par rapport aux forces se présentant immédiatement à nos yeux. Comme nous venons de le montrer, il semblerait que ces rayonnements cosmiques soient liés aux puissants processus de l’évolution, non seulement des espèces vivantes considérées individuellement, mais également de la biosphère dans son ensemble.
La vie elle-même, lorsqu’on la considère sur une échelle de millions d’années, fait également partie de ces puissantes forces « faibles ». L’étude de l’interaction entre la vie et les rayonnements cosmiques, deux « forces faibles », pourrait nous ouvrir de nouvelles pistes de réponse. Bien que nous ne connaissions pas encore la cause exacte de l’augmentation de la biodiversité, laquelle permet à notre biosphère d’atteindre des ordres supérieurs d’organisation et d’accroître l’efficacité des processus vivants, nous savons que la vie est très sensible à différentes formes de radiations. Contrairement à la conception réductrice n’attribuant que des effets destructeurs à toute forme de rayonnement, des preuves irréfutables démontrent que certaines fréquences de rayonnement, à un certain degré d’exposition, sont indispensables aux processus vivants. Une fois de plus, ce sont bien ces « forces faibles » qui, jusqu’à maintenant, sont généralement restées « hors de l’écran radar » de la plupart des chercheurs.
Après avoir exploré l’impact des processus cosmiques sur la biosphère dans son ensemble,regardons maintenant comment ces forces faibles agissent sur les processus vivants dans le microcosme.
Rayonnement cosmique et organismes vivants
Nombreux sont les exemples montrant que les êtres vivants réagissent aux radiations. Le plus évident est le processus de la photosynthèse par lequel les plantes convertissent la lumière du soleil en hydrocarbures, permettant le développement des processus métaboliques sur terre. Mais de nouveaux éclaircissements ont été apportés sur des formes de radiation plus faibles, certes, en quantité mais ayant indéniablement des effets qualitatifs sur la vie.
On observe chez la plupart des organismes vivants des cycles annuels, lunaires ou diurnes, apparemment causés par le Soleil et la Lune, à travers des comportements tels que le sommeil, l’alimentation et la reproduction, aussi bien pour les plantes que pour les animaux ou les hommes. Mais quels effets ont les radiations cosmiques à haute intensité énergétique ? Dans les années 1950, le biologiste Frank Brown étudia les cycles métaboliques des plantes et des animaux, et trouva des signes d’une influence possible de forces telles que les rayonnements cosmiques sur les rythmes biologiques journaliers des plantes et des animaux.
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Une étonnante corrélation avec des radiations cosmiques élémentaires a été mise en lumière par une étude réalisée sur les cycles métaboliques des huîtres du Connecticut, dont la coquille s’ouvre et se ferme au rythme des marées. Frank Brown et ses collaborateurs en ont prélevé quelques-unes, dans le port de New Haven, pour les emporter jusque dans une chambre noire pour photographie dans l’Illinois, où elles ont été mises dans des récipients contenant de l’eau de mer. Bien qu’étant gardées dans un environnement protégé de la lumière du jour, sans contact direct avec le soleil, ces huîtres ne tardèrent pas à répondre à leur nouvel environnement. Petit à petit, elles ont réadapté le rythme d’ouverture de leur coquille, passant en deux semaines du cycle des marées hautes de New Haven à celui de l’Illinois. Il apparut ainsi que ces animaux ne font pas que réagir aux marées, ou aux repères directs que constituent le Soleil et la Lune. Que peut-on donc en conclure concernant leurs cycles ?
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Par la suite, Brown réalisa d’autres expériences afin de pousser plus loin les recherches. Au cours de deux étés successifs, il fit pousser des pommes de terre dans un laboratoire, en régulant la lumière, la pression atmosphérique et la température ; il a pu étudier leur métabolisme, en mesurant le niveau de leur consommation d’oxygène. Toutefois, les variations métaboliques de la pomme de terre se sont avérées compliquées, que ce soit au cours de la journée, ou même d’un jour à l’autre. Perplexes, Brown et son équipe ne parvenaient pas à trouver des variations dans l’environnement du laboratoire permettant d’expliquer cela. C’est seulement en prenant en compte l’environnement extérieur qu’ils ont pu remarquer que la pression barométrique coïncidait avec les variations sporadiques du taux métabolique de la plante.
Suite à ces expérimentations, Brown a pu obtenir des données sur la quantité de rayonnement cosmique à laquelle la terre avait été exposée au cours de ces deux étés. Constatant une correspondance entre ces données et les variations du taux de métabolisme des pommes de terre, Brown émit l’hypothèse que les radiations cosmiques, dont le flux traverse les murs du laboratoire, pouvaient influer sur ces organismes.
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Les crabes uca (fiddler crab) agissent eux aussi en fonction du rayonnement cosmique, mais de façon inverse. Quand le rayonnement cosmique est moindre, leur activité augmente.
Si des formes de rayonnements invisibles peuvent réguler les cycles métaboliques d’un organisme, se pourrait-il qu’il en existe d’autres qui agissent sur les processus vivants ?
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- Le scientifique russe Alexander Gurvitch (1874-1954) étudia l’influence du rayonnement sur la division cellulaire (mitose).
En 1923, le scientifique russe Alexander Gurvitch (1874-1954) remarqua que bien que les organismes vivants, au stade final de leur développement, soient très élaborés, la formation et la division des cellules composant l’organisme en pleine croissance semble se dérouler de manière aléatoire et désordonnée. Il choisit alors de faire un test sur l’oignon, dont la croissance se fait de manière symétrique, avec un taux de division cellulaire similaire de part et d’autre ; il voulait ainsi détecter la présence éventuelle d’une source invisible de radiation qui proviendrait de l’extrémité de la racine et régulerait la division des cellules.
Il disposa deux oignons de sorte que la racine de l’un soit pointée perpendiculairement sur celle de l’autre. Après avoir laissé à la mitose le temps de se développer, Gurvitch compara le taux de division cellulaire des deux racines. Dans la racine « visée », il observa une croissance cellulaire de 20% supérieure à celle de l’autre. Cela permit d’établir que la racine de l’oignon émettait une forme de radiation qui stimulait la division cellulaire de la racine de l’autre ; Gurvitch la qualifia de rayonnement mitogénétique. Mais des recherches plus poussées étaient nécessaires pour mieux cerner la nature de ces radiations. En plaçant une lame de verre entre les deux tiges, la division cellulaire revenait à des taux normaux, montrant que l’effet mitogène avait disparu. En remplaçant cette vitre par une lame de quartz, l’effet mitogène réapparaissait.
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- Pour son expérience, Gurvitsch disposa deux oignons
perpendiculairement, les deux racines pointant l’une vers l’autre. Après un certain temps, il compara le taux de division cellulaire des deux racines et observa une croissance supérieure de 20 % dans la tige « visée » établissant qu’une forme de radiation était émise par la racine de l’oignon : un rayonnement mitogénétique.
Puisque les rayonnements mitogénétiques ne traversent pas le verre mais passent facilement à travers le quartz, Gurvitch en conclut que ces rayonnements sont émis dans le spectre ultraviolet qui, lui, n’est pas en mesure de traverser la lame de verre mais traverse le quartz.
Il ne s’agit que de quelques exemples dans un vaste domaine de recherches à défricher. Il est absolument nécessaire de pousser plus loin ces recherches, qui soulèvent des questions fondamentales à propos du rôle joué par les rayonnements dans les processus vivants. Gurvitch a démontré ainsi qu’une infime quantité d’énergie ultraviolette participe à la formation d’organismes vivants.
La puissance de ces forces apparemment faibles nous révèle l’existence d’une réalité invisible capable de rendre possible la vie sur Terre. Il y a encore beaucoup de choses que nous ignorons concernant l’influence des rayonnements sur la vie, notamment la nature exacte des rayonnements cosmiques, et ce qui fait que cela affecte le développement de la vie. Les virus réagissent également aux rayonnements : des expériences en laboratoire ont montré que leur activité dépendait directement de la présence de rayons ultraviolets.
Quel rôle jouent-ils dans le processus de l’évolution ? Inversement, quelle quantité de rayonnement cosmique est-elle nécessaire à l’existence des processus vivants ? Si ces cycles galactiques, et les variations de rayonnement cosmique qui y sont associées, font partie intégrante du développement de la vie et de la biosphère,alors notre compréhension de la vie dans l’univers pourrait en être complètement transformée.
Comment, en effet, ces cycles galactiques de variations du rayonnement cosmique pourraient-ils jouer un rôle fondamental dans le développement anti-entropique de la vie, sans arborer les mêmes caractéristiques anti-entropiques que la vie et la biosphère ? Comment les organismes s’accordent-ils à cette harmonie galactique, et qu’est-ce qui permet l’existence d’une telle relation ?
Tout ce que nous croyons savoir à propos des sources de rayonnement cosmique, comme la Nébuleuse du Crabe, les pulsars et les supernovas, n’est que pure spéculation, extrapolée à partir de l’expérience acquise sur Terre. Mais la création constante de nouvelles sources de rayonnement cosmique nous donne un sens de la nature créative de l’univers, et même de l’univers apparemment abiotique : il s’agit d’un processus en mouvement et allant dans une direction particulière, plutôt qu’un simple processus cyclique, et qui présente une qualité de développement semblable à la biosphère et à la noosphère.
Comprendre de quelle manière ils entrent en résonance avec la vie sur Terre nous permettra de mieux comprendre leurs caractéristiques créatives.
Un des aspects fondamentaux des études sera l’extension du tableau périodique, de manière à ce qu’il reflète les relations fondamentales entre les rayonnements, la matière et les processus vivants. En étendant notre compréhension de l’influence des phénomènes énergétiques sur la matière vivante, nous allons révolutionner des domaines comme celui de la technologie médicale appliquée sur terre.
Vue d’en haut, la biosphère de notre planète peut être considérée comme une région de transformation. Le pouvoir de la matière vivante se situe dans sa capacité à exploiter des forces telles que les rayonnements cosmiques ou autres, contribuant ainsi au processus de développement continu, vers des ordres d’évolution supérieurs. Cela se caractérise par un accroissement en termes d’organisation et de niveaux de flux de densité d’énergie.
Si l’action de la vie participe naturellement à la création, qu’en est-il de la contribution de l’humanité ? Comment l’activité humaine a-t-elle contribué à faire évoluer plus rapidement et plus efficacement l’organisation de l’univers, en faisant appel à sa propre créativité consciente ? Qu’attendons-nous pour nous consacrer davantage à cette mission créatrice ?
II. En défense de la chlorophylle,
cellules photovoltaïques contre cellules végétales
Par Oyang Teng et Sky Shields, de l’équipe scientifique du LaRouche PAC
L’adoption du grand projet d’aménagement des cours d’eau NAWAPA (North American Water And Power Alliance) inaugurera une ère nouvelle de développement continental qui révolutionnera l’idée même d’infrastructure, pour en faire l’aménagement conscient de la biosphère par l’homme. Ainsi, Vladimir Vernadski écrivait en 1945 : « L’humanité, prise dans son ensemble, est en train de devenir une force géologique majeure. Ceci pose le problème de la reconstruction de la biosphère dans les intérêts d’une humanité librement pensante, considérée comme un tout unique. Ce nouvel état de la biosphère, que nous approchons sans nous en rendre compte, c’est la noösphère. » [1]
Qui oserait nier que les intérêts vitaux d’une « humanité librement pensante » impliquent la présence de nourriture et d’eau potable en abondance, ainsi que de grandes étendues de verdure créant les conditions d’un climat tempéré, d’une planète plus accueillante et d’une vie plus agréable – en particulier dans les zones désertiques d’où la biosphère s’est plus ou moins retirée ? A l’opposé des projets de panneaux solaires à grande échelle, ce programme serait véritablement écologique, générateur d’emplois « verts », combinant la puissance du Soleil et le travail humain, pour reverdir les espaces qui en ont besoin.
Qu’est, réellement, la puissance du Soleil ?
Les peuples anciens (et les nouveaux païens de notre époque) vénéraient le Soleil pour des raisons évidentes : il assure toute vie sur Terre. Aujourd’hui, grâce à des télescopes spatiaux de plus en plus sophistiqués, nous le connaissons mieux. Cependant, nous commençons à peine à comprendre sa structure complexe et les processus de fusion qui l’animent. Un flot de radiations électromagnétiques en émane et inonde à tout moment la Terre et l’ensemble du Système solaire. Une grande partie de ces radiations se situe dans les ultraviolets et les infrarouges invisibles, mais également dans le spectre de la lumière visible.
Au fil du temps, la vie sur Terre a su utiliser ingénieusement toute cette gamme de fréquences. Notre propre capacité de vision en est l’illustration la plus évidente. Cependant, les papillons de nuit et d’autres insectes ont un « flair » pour la communication et les déplacements, ce qui implique la détection de diverses bandes étroites de fréquences dans l’infrarouge, émises par des molécules odorantes en suspension dans l’atmosphère. D’autre part, beaucoup d’insectes et animaux de toutes sortes ont des yeux capables de voir dans l’ultraviolet. Mais l’usage le plus important des radiations solaires par des organismes vivants, c’est la photosynthèse ! Autrement dit, la conversion directe de la lumière visible en énergie utilisable par la vie végétale et animale, et en oxygène pour la respiration. [2]
Nous pouvons remercier la photosynthèse et la très humble molécule de chlorophylle qui rend tout cela possible. En outre, si la Terre n’est ni une boule de glace, ni une terrible serre comme Vénus, mais plutôt un espace dense de transmission et de transformation des radiations cosmiques et solaires, en particulier en surface, c’est grâce à l’action des organismes vivants. Il y a au moins 2,5 milliards d’années, les organismes photosynthétiques commencèrent à produire de l’oxygène dans l’atmosphère, et réalisèrent ainsi la couche d’ozone qui nous protège, ainsi que la stabilisation de l’hydrosphère. Ceci permit à l’eau de circuler au niveau planétaire, sous ses formes liquide, gazeuse et solide, façonnant pour une large part le climat terrestre, mais aussi la composition chimique et l’activité tectonique de la croûte terrestre.
Pour effectuer tout ce travail, seule une part infime des radiations émises par le Soleil atteint réellement la Terre, et seule une petite portion de cette quantité est effectivement utilisée par les organismes photosynthétiques. En effet, dans les couches supérieures de l’atmosphère, l’énergie moyenne provenant du Soleil est d’environ 340 watts par mètre carré. A peu près un quart est immédiatement réfléchi et retourne dans l’espace. Un autre quart est absorbé par l’atmosphère. Cela laisse approximativement la moitié de cette énergie atteindre la surface de la Terre, où un mètre carré reçoit en moyenne 170 watts. Là où un rayon de Soleil incident relativement faible rencontre une plante verte, il travaille à produire un grand effet, participant au cycle énergétique de l’ensemble de la planète.
Mais là où la lumière du Soleil rencontre un désert aride, elle est gaspillée, pratiquement inutilisée par la vie.
En réalité, les déserts sont des échecs, soit de la nature, soit de l’homme. Alors que la désertification progresse dans certaines régions du globe, le NAWAPA et d’autres projets similaires rendront triviaux de tels problèmes. Il est déjà prouvé qu’une augmentation de la biomasse (qui, au passage, profiterait de hausses marginales en CO2 atmosphérique) grâce à des programmes d’irrigation et de plantation d’arbres bien planifiés, améliorerait les conditions climatiques locales, augmenterait et rajeunirait les sols. A ce sujet, des scientifiques russes ont proposé une théorie qu’ils ont baptisée « Pompe biotique », selon laquelle les forêts côtières, via une évapotranspiration intense, attirent l’air riche en humidité des océans et alimentent les cycles de précipitation et d’évapotranspiration à l’intérieur des continents. [3]
Ainsi, la planification de nouvelles forêts donnera un sens nouveau à ce vieil adage des pionniers, « la pluie suit la charrue », et les déserts de tous les continents se couvriront de fleurs.
L’idée de libérer le plein potentiel de la biosphère, grâce à la transformation des déserts en forêts fertiles et en terres agricoles, est une mission donnée à l’homme en tant que gardien et ingénieur de la Terre, et constitue sans doute le « passage au vert » le plus ambitieux de l’histoire. A l’opposé, ceux qui préconisent le maintien de la désertification « naturelle » de ces paysages, avec des projets destructeurs consistant à y installer des panneaux solaires, semblent plutôt « virer au brun ».
Photosynthèse et Biosphère
Afin de mieux comprendre le danger que représentent les panneaux solaires, examinons de façon plus précise le rôle de la photosynthèse dans les processus de l’ensemble de la biosphère (Figure1).
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- Fig 1. Le cycle de la photosynthèse.
Tout d’abord, les rayons solaires chauffent l’atmosphère, la surface de la terre et les océans. Les courants thermohalins (courants dans les profondeurs des océans, dus à des différences de température et de densité en sels [Ndt]), qui dépendent des températures et des salinités relatives des eaux océaniques, modèrent les températures atmosphériques en circulant autour du globe. L’évaporation à partir des océans produit de la vapeur d’eau atmosphérique et des nuages. Les plantes contribuent aussi à l’humidité et à la formation des nuages au-dessus des terres. En effet, les grandes surfaces de végétation, optimisées pour une captation maximale des rayons solaires, favorisent une évaporation significative des eaux de précipitation captées par les plantes, tandis que la transpiration libère de l’eau, que les racines tirent d’un sol gardé humide grâce à la couverture végétale. L’évapotranspiration permet également de refroidir les régions arides par un refroidissement dû à l’évaporation directe.
Les scientifiques commencent seulement à comprendre la contribution de la végétation terrestre au cycle global de l’eau, notamment au niveau des processus de recyclage de l’humidité au-dessus des terres, qui semblent bien plus importants que ce que l’on croyait initialement. Ainsi, on estime que dans les régions fortement boisées comme la forêt amazonienne, l’eau issue des océans peut être recyclée jusqu’à six fois, via l’évaporation et les précipitations. Ce processus est régi par la photosynthèse et lui est nécessaire.
En plus des précipitations, les nuages jouent un rôle important pour réguler les températures et diriger la « machine thermique » du climat. Tout d’abord, ils réfléchissent les rayons solaires ; plus il y a de nuages, plus les températures sont basses. Cependant, ils rayonnent aussi de la chaleur dans l’atmosphère de différentes manières : par réflexion de la chaleur de la surface terrestre, par absorption et ré-émission (les nuits nuageuses sont plus chaudes), et par la chaleur latente de la condensation (lorsqu’il pleut, l’eau passe de l’état gazeux à l’état liquide en restituant l’énergie qu’elle avait reçue précédemment pour s’évaporer).
En fait, l’étude du rôle de l’eau dans l’atmosphère est un domaine qui montre à quel point nous ne comprenons que très peu combien la biosphère est un milieu structuré et organisé sur tous les plans, par l’activité des organismes vivants. Tout comme le protoplasme d’une cellule (contenu de la cellule vivante, essentiellement composé d’eau [Ndt]) possède une organisation bien définie au delà du simple rôle de solvant qu’on lui attribue généralement, l’atmosphère présente des propriétés structurales propres à l’eau. Considérons, par exemple, le cas étrange des nuages noctulescents (nuages brillants visibles à la fin du crépuscule, [Ndt]) qui se forment à la limite de l’atmosphère, dans ses couches les plus élevées. Dans ces hauteurs, l’air extrêmement froid a beau être cent millions de fois plus sec que celui du Sahara, des nuages de cristaux de glace peuvent pourtant s’y former.
Lorsqu’on examine le flux total d’énergie solaire dans la biosphère, il est important de souligner que l’efficacité de la photosynthèse ne peut pas être mesurée strictement en utilisant les mêmes termes thermodynamiques que pour les systèmes abiotiques. Pratiquement aucune part de la chaleur impliquée dans ces processus ne peut être qualifiée de « perte par dissipation thermique », mais elle fournit, au contraire, les conditions de fonctionnement nécessaires pour la photosynthèse, et de ce fait, pour presque toute vie sur la planète. Si les plantes absorbaient 100% des radiations solaires et ne réfléchissaient rien sous forme de chaleur, la Terre gèlerait, ce qui ne serait pas vraiment propice à la photosynthèse.
En dehors des effets climatologiques, les produits de base générés par la photosynthèse sont les hydrates de carbone et l’oxygène. Les hydrates de carbone, qui constituent la structure des plantes et des animaux, sont à la base de toute la chaîne alimentaire. Cela signifie que la photosynthèse prend la lumière du Soleil et l’imbrique littéralement dans la structure de la biosphère. L’oxygène alimente la respiration des plantes et des animaux, fournissant en retour le dioxyde de carbone nécessaire à la photosynthèse. L’oxygène alimente également la production d’ozone, qui aide à filtrer, dans la haute atmosphère, les formes les plus dangereuses de radiations ultraviolettes.
Bien que simplifiée, notre figure suffit pour montrer combien la photosynthèse est centrale dans la régulation de la biosphère. Modéliser ces relations pour prévoir les changements futurs dans le système, et en particulier ceux que nous désirons induire volontairement, nécessitera une approche « systémique » allant bien au-delà des méthodes utilisées aujourd’hui pour construire les modèles climatiques. Nous avons représenté ici les caractéristiques de base des cycles de l’eau, du dioxyde de carbone et de l’oxygène, qui intersectent tout le processus de photosynthèse. Ces cycles ne représentent qu’une partie de la migration biogénique des atomes dans la biosphère, identifiée par Vernadski comme l’expression primaire d’une énergie biogéochimique, une grandeur qui n’a fait que croître au cours de l’histoire géologique de notre planète.
Tel est le potentiel que l’on peut libérer en reverdissant les déserts.
Ayant cela en tête, remplaçons dans notre schéma les apports de la chlorophylle par ceux des panneaux solaires, et voyons comment s’effondre notre fonction biosphérique (Figure2).
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- Fig. 2. Le cycle de la photosynthèse perturbé par les panneaux solaires.
Pourquoi les plantes vertes détestent les « cellules solaires »
Les panneaux solaires photovoltaïques absorbent en général 20% de la lumière solaire incidente pour la convertir en électricité. Ils ne contribuent en rien à recycler l’humidité et ne tirent aucun bénéfice des précipitations. En réalité, c’est en l’absence totale de nuages qu’ils sont le plus efficace.
Alors que la migration biogénique des atomes est accélérée par les divers cycles biogéochimiques rencontrés au cours de la photosynthèse, la présence de panneaux solaires perturbe ce processus. Pire, contrairement aux plantes, les panneaux solaires produisent de la chaleur durant leurs opérations, mais n’en consomment pas. En effet, la plus grande partie de la lumière solaire qui atteint une cellule solaire est soit reflétée, soit absorbée en tant que chaleur, sans induire un courant électrique. Cette chaleur, ainsi que celle produite par le courant électrique à travers les fils conducteurs, constitue une perte d’énergie. En fait, les panneaux solaires fonctionnent mieux à des températures glaciales comme celles que l’on trouve dans l’espace.
La poussière pose par ailleurs un autre problème : on estime que moins d’une cuillère à soupe de poussière par mètre carré peut réduire de 40% l’efficacité d’un panneau solaire normal, ce qui correspond à peu près à la quantité qui se dépose en une semaine, dans le désert. La poussière, qui est l’une des principales exportations sur Terre, provenant principalement de déserts comme le Sahara, représente une menace écologique majeure et un risque sérieux pour la santé humaine, puisqu’elle peut véhiculer, entre autres, des maladies infectieuses en traversant les océans.
De plus, les panneaux solaires eux-mêmes sont une menace directe à la survie des organismes vivants. En effet, certaines espèces d’insectes aquatiques, qui déposent leurs œufs dans l’eau, sont attirées par la lumière polarisée que les panneaux réfléchissent, qu’ils confondent avec celle réfléchie par l’eau. Ces mirages condamnent non seulement les œufs, qui cuisent sur les panneaux, mais aussi les insectes qui, enchantés par les chatoiements de ces oasis fallacieux, volent autour d’eux jusqu’à mourir d’épuisement. Des espèces entières d’insectes pourraient disparaître à cause de telles installations « respectueuses de l’environnement ».
Le meilleur emplacement pour un panneau solaire semble donc être une étendue de désert stérile (si possible pavée pour éliminer la poussière), sans nuages ni plantes susceptibles d’apporter une ombre indésirable, ni insectes ou tout autre forme de vie qui puisse être menacée par le processus ou interférer avec lui – en tout cas, pendant les jours ensoleillés.
Les panneaux solaires et la mort
Considéré du point de vue de la Terre en tant que système, l’usage de l’énergie solaire par des cellules photovoltaïques représente une augmentation globale de chaleur et d’électrons en mouvement, ou une augmentation quantitative de chaleur et de mouvement. Comparons ce phénomène à celui de la photosynthèse par lequel l’énergie solaire est utilisée par les plantes pour analyser l’eau, fixer le dioxyde de carbone, produire de l’oxygène et des hydrates de carbone. Dans ce cas, l’énergie solaire est convertie dans la structure d’organismes vivants sur la planète. Ajoutons que les plantes produisent l’oxygène et modèrent les effets climatologiques, et l’on pourra voir que l’énergie solaire sert également à constituer des organismes supérieurs et à créer les conditions de leur survie.
L’expression de cette transformation n’est plus pour notre Terre une simple augmentation quantitative, mais un changement dans l’ensemble de la géométrie du processus. C’est d’autant plus vrai si l’on reconnaît que les structures produites par la vie végétale n’ont pas seulement permis la survie des organismes vivants, mais également leur évolution vers des stades d’organisation plus élevés. Ainsi, ce ne sont pas de simples cycles d’énergie en soi que la biosphère a engendrés, mais bel et bien l’augmentation de la densité de flux d’énergie – une organisation et un débit d’énergie plus grands sur l’ensemble de la planète.
Ces aspects qualitatifs se reflètent, à un certain degré, dans quelques considérations quantitatives simples.
Par exemple, au cours de la photosynthèse, une molécule d’oxygène (O2) est libérée en cassant deux molécules d’eau. Ce processus implique le transfert d’électrons à travers la totalité de l’appareil de photosynthèse. En effet, chaque liaison H-O nécessite 4,22électronsvolts (eV) pour se former ou se casser. Cependant, la plus petite longueur d’onde visible ne présente que 3,1eV par photon, et cette énergie va en diminuant à mesure que la longueur d’onde augmente. Ainsi, la seule lumière qui puisse casser la liaison H-O de l’eau est l’ultraviolet ou d’autres longueurs d’onde plus petites. Cependant, la plus petite longueur d’onde d’activation qu’on trouve dans la chlorophylle est d’environ 435nm, soit dans le violet profond, et non pas dans l’ultraviolet. Certains types de chlorophylle opèrent jusque dans l’infrarouge (comme la « chlorophyllef » découverte récemment). Ainsi, l’apparition de la chlorophylle et de son appareil photosynthétique représente un bond dans la densité de flux énergétique délivrée sur Terre sous forme de rayons lumineux.
Ce qui est particulièrement significatif, c’est la distinction absolue entre les processus de transfert d’électrons impliqués dans le fonctionnement d’un panneau solaire et ceux impliqués dans une réaction de photosynthèse, bien que ces processus puissent sembler analogues à première vue.
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- Implanter des panneaux solaires dans le désert, comme le prévoit le projet
Desertec, est une très mauvaise idée pour l’homme et surtout… pour la nature !
Les panneaux solaires opèrent sur la base d’un effet photoélectrique, dans lequel la lumière du Soleil excite les électrons dans un matériau semi-conducteur comme le silicium, afin de les amener à un niveau d’énergie supérieur, produisant un mouvement d’électrons libres qui passent finalement dans un circuit externe pour produire un flux continu d’électricité.
Dans les plantes, un photon incident de la lumière du soleil excite un électron dans la molécule de chlorophylle, l’amenant à un niveau d’énergie supérieur. Avant qu’il ne retourne à son état fondamental, « la vie se place elle-même entre ces deux processus et fait redescendre l’électron dans sa propre machinerie, en utilisant son énergie… Pour y parvenir efficacement, elle doit associer l’électron à une substance spécialement constituée (principalement la chlorophylle), et coupler cette substance à un système qui convertit l’énergie de l’excitation électronique, très instable, en un potentiel chimique plus stable : l’énergie chimique. » [4]
En réalité, on ne sait toujours pas très bien ce qui se passe dans l’appareil photosynthétique, entre l’entrée de la lumière et la production d’hydrates de carbone et d’eau, bien que de nombreuses étapes intermédiaires aient été énumérées depuis plusieurs décennies d’expérimentation. Le processus du transport d’électron au cours de la photosynthèse met en défaut toute description simple, par étapes, du mouvement de la particule. On est ici en présence d’une opération dont l’efficacité est pratiquement de 100%, ce qui n’arrive jamais dans le domaine abiotique, à part sous des conditions extrêmes comme la supraconductivité atteinte à des températures proches du zéro absolu. Dans de tels phénomènes, la notion de « particules » discrètes individuelles ne signifie plus rien.
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- L’homme commence à peine à comprendre la structure complexe du
Soleil et les processus de fusion qui l’animent. Un flot de radiations
électromagnétiques en émane et inonde en permanence la Terre et
l’ensemble du Système solaire.
Nous voyons l’importance de distinguer les différences fondamentales entre les domaines du vivant, du non-vivant et du cognitif. La puissance de transformation contenue dans les matières organiques hautement développées produites par la photosynthèse, repose sur sa fonction irremplaçable qui est de soutenir directement la vie, y compris la vie humaine. [5]
Grâce aux processus industriels dont la société humaine dépend, nous utilisons les processus abiotiques des domaines atomiques et subatomiques, capables de produire un travail sous forme de chaleur ou d’électricité, et dont les densités énergétiques sont des millions de fois plus grandes que celle des rayons solaires incidents. En effet, l’énergie solaire contenue dans les molécules organiques liées aux carburants fossiles a atteint les limites de son utilité en tant que source d’énergie pour l’humanité. Aujourd’hui, un tournant vers des sources d’énergie à plus haute densité de flux est nécessaire, comme la fission nucléaire et la fusion thermonucléaire, ce qui constituera la plateforme technologique d’une humanité destinée à voyager dans l’espace (car il serait assurément honteux de laisser à l’abandon tout cet hélium-3 que le Soleil a généreusement déposé sur la Lune depuis des milliards d’années, alors qu’il est le carburant idéal de la fusion).
Des emplois verts pour la chlorophylle
Pour tous ceux qui, après cela, voudraient encore du photovoltaïque, nous lançons un appel aux consciences, au nom des pompiers du monde entier, compte tenu des menaces, récemment mises en évidence, que représentent les incendies impliquant des panneaux solaires. A ce danger, s’ajoutent les coûts de production d’énergie solaire absurdes comparés à leur rendement [6], et il devient clair que les panneaux solaires sont non seulement une menace écologique, mais aussi un danger sociétal considérable.
Dans notre souci d’utiliser toute la lumière du Soleil, « gratuitement » dispensée à la Terre, souvenons-nous de ne pas négliger la quantité infiniment plus grande inutilisée dans tout le Système solaire. Mettre ces radiations au travail signifie que nous devons étendre l’activité de la vie dans tout le Système solaire. Des serres en orbite terrestre pourront être un bon début sur le chemin de la colonisation de la Lune et de Mars – une mission qui commencera par la terra-formation de notre propre planète, grâce au NAWAPA. Pour son accomplissement, nous emploierons des millions de personnes, notamment des scientifiques qualifiés, des ingénieurs, des spécialistes de la construction, dont les connaissances seront cruciales pour diriger cette mobilisation économico-physique sans précédent dans l’histoire. Nous emploierons également le pouvoir de travail productif de cette humble et petite molécule de chlorophylle à une échelle largement étendue. N’est-ce pas cela, après tout, une véritable politique verte ?
Peter Martinson et Michelle Lerner ont contribué à ce document.
[2] Quelques bactéries photosynthétiques qui ne produisent pas d’oxygène utilisent la lumière infrarouge. Une nouvelle étude a également prouvé l’existence d’une nouvelle forme de chlorophylle provenant d’une bactérie qui produit de l’oxygène (chlorophyllef) et utilise les rayons proches de l’infrarouge.
[4] Citation d’un chercheur pionnier à propos de la photosynthèse : Albert Szent-Györgyi, Introduction to a Submolecular Biology,1960.
[5] Il n’est pas dit que l’homme ne puisse pas améliorer la photosynthèse. Cela devrait figurer parmi les objectifs de tout effort de colonisation de l’espace proprement pensé, tel que par exemple, Lyndon Larouche l’a décrit dans cet extrait de Il n’y a pas de Limites à la Croissance, publié en 1980,dans le chapitre intitulé « Les forêts et les villes de Mars » : Avec des sources d’énergie relativement abondantes et des technologies fortement améliorées pour les utiliser, l’une des caractéristiques de la nature les plus agaçantes pour les scientifiques et les administrateurs, sera la faible performance des processus biologiques à rendre disponibles de plus grands flux de densité d’énergie. A ce sujet, nous ne pouvons pas blâmer la faiblesse des performances des espèces végétales sur Terre. En effet, la vie végétale terrestre a dû s’adapter à la mauvaise qualité de la puissance solaire. Compte tenu du fait que la vie végétale « inventa » la chlorophylle, nous devons remercier les végétaux d’avoir fait le mieux possible pour gérer la production de notre biosphère, malgré le traitement peu généreux dont les a gratifiés le Soleil. Maintenant que nous avons rendu disponible des niveaux d’énergie supérieurs pour les plantes amies, à peu près sous toutes les formes d’alimentation énergétique utiles pour elles et ce qu’elles peuvent désirer, nous devons leur communiquer d’une façon ou d’une autre cette bonne nouvelle. En résumé, nous devons accélérer le taux de reproduction de la biomasse utile, à l’instar des chimistes de l’alimentaire comme J. Liebig et L. Pasteur qui nous ont ouvert cette voie au cours du XIXe siècle ; désormais, à l’âge de la technologie de fusion par laser, nous devons avancer à pas de géant dans cette voie.
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