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Au cours de son évolution depuis sa formation il y a environ 4.5 milliards d’années, la Terre a été de nombreuses fois bombardée par des pluies de météorites. Et certains de ces objets cosmiques ont laissé une empreinte durable dans les roches terrestres. Récemment, une équipe de chercheurs français a découvert des traces de matière organique d’origine extraterrestre dans des sédiments volcaniques, potentiellement déposées par des pluies de météorites il y a plus de 3 milliards d’années. La présence de matière organique extraterrestre pourrait en outre apporter de précieuses informations concernant la recherche d’une vie éteinte sur Mars.

Les montagnes Makhonjwa en Afrique du Sud abritent certaines des roches les plus anciennes de la planète — mais tout dans ce paysage ne provient pas de la Terre. Les scientifiques rapportent avoir découvert des traces de matière organique extraterrestre enfouies dans les sédiments volcaniques il y a plus de 3.3 milliards d’années. La découverte a été publiée dans la revue Geochimica et Cosmochimica Acta.

« C’est la toute première fois que nous trouvons des preuves concrètes de carbone extraterrestre dans les roches terrestres » déclare l’astrobiologiste Frances Westall du Centre de biophysique moléculaire du CNRS en France.

De nombreux scientifiques pensent que certains des éléments constitutifs de la vie sur notre planète pourraient être des molécules provenant de l’espace. Et cette découverte pourrait conforter cette hypothèse. Dans un gisement volcanique appelé Josefsdal Chert — qui fait partie de la région des montagnes Makhonjwa (aussi appelée ceinture de roches vertes de Barberton) — Westall et son équipe ont découvert une couche rocheuse épaisse de 2 mm, caractérisée par deux signaux « anormaux ».

Du carbone organique et des spinelles cosmiques

En utilisant la spectroscopie par résonance paramagnétique électronique (RPE), les chercheurs ont découvert que la roche vieille de 3.3 milliards d’années contenait deux types de matière organique insoluble, suggérant pour l’une et l’autre des origines extraterrestres (la matière organique extraterrestre la plus ancienne jamais identifiée).

zone etude

Les chercheurs ont utilisé la résonance paramagnétique électronique (EPR) pour sonder la couche sédimentaire d’un gisement du Josefsdal Chert, et ont découvert des signatures anormales. Crédits : Didier Gourier et al. 2019

L’un des signaux obtenus par RPE ressemble à du carbone biogénique que les scientifiques ont déjà vu dans les chondrites carbonées : d’anciens échantillons de météorites contenant des composés organiques. L’autre lecture anormale — suggérant des nanoparticules de nickel, de chrome et de fer — n’est pas courante dans les formations rocheuses terrestres, et renforce également l’argument selon lequel des parties de cette mince couche de roches proviendraient d’en dehors de la Terre.

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« Les spinelles chromées riches en Ni, également appelées “spinelles cosmiques”, se forment lors de l’entrée d’objets extraterrestres dans l’atmosphère de la Terre » explique l’ingénieur chimiste Didier Gourier du CNRS. Toutefois, les chercheurs ne savent pas encore si ces deux éléments se sont intégrés à la couche rocheuse du volcan au même moment ou non.

microscopie spinelles cosmiques

Une spinelle cosmique observée au microscope électronique à balayage. Crédits : A. Toppani et al. 2003

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« Il est difficile d’envisager un seul événement d’impact préservant à la fois la matière organique et les particules de spinelle dans une couche sédimentaire aussi mince » écrivent les auteurs dans leur article. « D’une part, la matière organique hydrogénée ne peut survivre que si la température de la matière en chute ne dépasse pas quelques centaines de degrés. D’autre part, les spinelles cosmiques sont formées par un haut degré de fusion de l’objet, alors qu’il tombe à la surface de la Terre ».

Des retombées de pluies de météorites à l’origine du carbone extraterrestre ?

Dans leur hypothèse, les chercheurs proposent que les retombées d’une pluie de micrométéorites se soient mélangées dans l’atmosphère à des nuages ​​de cendres volcaniques et que, alors que la matière dérivait lentement vers la surface de la Terre, des traces de carbone extraterrestre ont été préservées le long de spinelles cosmiques nouvellement formés, et furent conservées ensemble pendant des milliards d’années.

Bien sûr, tout cela reste très hypothétique pour le moment. Et même si ce scénario s’avérait correct, les chercheurs ne savent pas quelle forme prenait cette ancienne matière organique. En outre, il est pour le moment impossible de lier avec certitude ce type d’événement avec l’apparition et l’évolution de la vie sur Terre. Malgré ces inconnues, cette découverte est cruciale car elle offre de nombreuses informations concernant la matière organique extraterrestre.

Sources : Geochimica et Cosmochimica Acta

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