Une étude, dont les résultats intitulés «Prebiotic chemistry and atmospheric warming of early Earth by an active young Sun» ont été publiés dans la revue Nature Geoscience, laisse penser que les tempêtes solaires ont pu être à l'origine du réchauffement de la Terre au début de l’Archéen et une clé de l'apparition de la vie sur Terre.

Rappelons tout d'abord que, si la vie existait peut-être «déjà il y a 4,1 milliards d'années», cette situation peut nous étonner, «car, à cette période, notre monde ne semblait pas situé dans la zone habitable du Soleil», la luminosité du jeune Soleil étant «environ 30 % inférieure à ce qu’elle est aujourd’hui» comme «l’indiquent les modèles d’évolution stellaire corroborés par l’observation directe des alter ego de notre étoile éparpillés dans la Galaxie».

En raison de cet environnement plus froid, on pourrait supposer qu’il n’y avait pas d’eau liquide à la surface de la planète, qui devait ressembler à une boule de glace», mais les registres géologiques, montrent que «l’eau était liquide et abondante», et la Terre «une planète rocheuse potentiellement habitable», ce qui constitue «'le paradoxe du jeune Soleil faible' (Faint Young Sun Paradox)». Pour le résoudre, les scientifiques font appel à l'existence d'un puissant effet de serre pouvant compenser le déficit d’énergie solaire.

Pour sa part, l'étude ici présentée invoque les éruptions solaires comme source de ce phénomène, car, dans ce lointain passé, elles étaient 10 à 50 millions de fois plus énergétiques que ce qu'elles sont aujourd'hui («avec des vents solaires 50 fois plus forts») et elles se produisaient alors environ 10 fois par jour.

A cette époque, «le champ magnétique terrestre était plus faible et l’enveloppe atmosphérique était composée à 90 % d’azote moléculaire (N₂)», un gaz «neutre et très peu réactif». Les simulations réalisées font apparaître «que l’on pouvait voir régulièrement des aurores jusqu’à la Caroline du Sud [32° de latitude nord, soit à peu près celle de Marrakech, au Maroc, NDLR]». De ce fait, «comme les particules voyageaient le long des lignes du champ magnétique, elles ont pu éclater les molécules d’azote abondantes dans l’atmosphère», ce qui «a pu faire toute la différence pour la vie sur Terre».

En effet, le vent solaire, en brisant ces molécules, a produit des atomes d'azote isolés «bien plus réactifs», qui ont réagi avec «le dioxyde de carbone (CO₂) ou le méthane (CH₄), pour former notamment du monoxyde de carbone (CO) et du protoxyde d’azote (N₂O), un gaz à effet de serre 300 fois plus puissant que le CO₂». Or, même si la concentration dans l'atmosphère du protoxyde d'azote était relativement faible, elle «aurait suffi à la réchauffer suffisamment pour que l'eau reste liquide à la surface de la Terre».

En outre, l'étude suggère que «cette modification de la composition chimique de l’atmosphère» aurait pu «initier une chimie prébiotique, grâce à l'apparition du cyanure d'hydrogène (HCN)», un composé très réactif qui peut «conduire à des composés azotés, comme les acides aminés» (d'ailleurs cinq molécules de HCN peuvent former ensemble de l'adénine «qui se trouve dans la molécule d'ATP et dans les acides nucléiques»). Enfin, il ne semble pas incohérent de considérer que «l'énergie quotidiennement apportée par le vent solaire» correspond à «celle qui a permis à la chimie prébiotique d'aller jusqu'aux grandes molécules, comme l’ARN».