Rechercher les origines de la matière organique dans les astéroïdes
Les astéroïdes sont de petits résidus rocheux de la formation de notre système solaire il y a environ 4,6 milliards d’années. La plupart d’entre eux, en orbite autour du Soleil, restent dans les limites de la ceinture d’astéroïdes située entre Mars et Jupiter. Il arrive toutefois que des fragments atteignent la surface de la Terre. Une petite partie d’entre eux, les chondrites carbonées (CC), proviennent d’astéroïdes riches en carbone. «Les chondrites carbonées sont des météorites assez rares qui représentent moins de 5 % des objets extraterrestres qui ont été recueillis sur terre», explique Laurent Remusat(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), chercheur principal au Centre national de la recherche scientifique(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (CNRS) en France. Les composés organiques présents dans les CC présentent une large gamme de compositions isotopiques d’hydrogène (H) et d’azote (N), qui peuvent nous renseigner sur l’environnement dans lequel ils se sont formés. La nature exacte des processus à l’origine de la formation des composés organiques dans les CC est encore à l’étude. Des recherches plus approfondies pourraient révéler des détails sur l’origine et l’évolution de la matière organique dans notre système solaire, et de la vie sur notre planète, car ces composés ont atteint la surface de la Terre prébiotique. Dans le cadre du projet HYDROMA(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par le Conseil européen de la recherche(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (CER), Laurent Remusat et ses collègues ont étudié l’évolution des rapports isotopiques H et N dans une collection de CC, afin de comprendre l’altération de leur matière organique au fil du temps. «L’évaluation de l’origine et de l’évolution de la matière organique extraterrestre permet de mieux comprendre les éléments qui ont pu influencer l’émergence de la vie», explique le chercheur.
Étudier les isotopes dans les composés organiques extraterrestres
Le projet de Laurent Remusat étudie principalement la matière organique extraterrestre dans des échantillons naturels et expérimentaux. Il s’est appuyé sur une étude expérimentale innovante des processus en jeu dans les environnements astéroïdaux, notamment comment la circulation des fluides et la présence de certains minéraux ont pu affecter des molécules telles que les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), les nucléobases, les acides aminés ou la matière organique insoluble macromoléculaire. «Nous avons comparé les conclusions tirées de ces expériences avec des mesures effectuées sur des objets naturels afin de mieux comprendre l’impact de la circulation des fluides sur les astéroïdes au cours des premiers millions d’années du système solaire, et de déterminer si certaines molécules ont pu conserver leur signature de synthèse», ajoute Laurent Remusat.
Des découvertes complexes sur l’origine de la matière organique
L’équipe a constaté que certaines molécules organiques échangent les isotopes H plus que d’autres, en fonction de leur structure moléculaire. Certains composés aromatiques peuvent perdre leur signature isotopique même s’ils ne changent pas chimiquement. Les grosses molécules se sont révélées plus résistantes à l’eau et préservent mieux leur signature, ce qui suggère qu’elles constituent une cible intéressante pour identifier l’origine des molécules organiques. «Enfin, la présence de minéraux, et plus particulièrement de minéraux argileux, peut influencer l’évolution des molécules organiques», précise Laurent Remusat.
Approfondir l’influence des argiles
Le projet a pris fin, mais la recherche se poursuit. L’équipe continue d’étudier l’influence des argiles sur l’organosynthèse dans des conditions astéroïdales, en particulier les liens entre les argiles et les molécules organiques dans Oued Chebeika 002(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), une météorite récemment découverte. Motivé par les résultats du projet, Laurent Remusat a soumis une autre proposition de projet CER, axée sur l’évolution de la composition isotopique spécifique à la position dans la matière organique dans des conditions géologiques. «L’objectif est de développer un indicateur isotopique robuste qui permet de distinguer la matière organique abiotique de la matière organique biotique dans les roches anciennes», explique-t-il.
