La météorite de Winchcombe renferme des briques élémentaires de la vie

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Fragment de la météorite Winchcombe. | London Natural History Museum
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Le 28 février 2021, une météorite s’est écrasée dans le Gloucestershire, un comté situé au sud-ouest de l’Angleterre. Baptisée Winchcombe, du nom de la ville où ont été retrouvés les fragments, cette météorite est de type chondrite carbonée. Depuis sa découverte, cette roche spatiale a fait l’objet d’examens minutieux. Les dernières analyses montrent qu’elle contient des éléments constitutifs de la vie, et qu’elle pourrait représenter une nouvelle classe de météorites.

Les chondrites carbonées (qui représentent environ 4% de toutes les météorites récupérées) intéressent grandement les scientifiques du fait de leur forte teneur en carbone et des diverses molécules biologiquement vitales qu’elles contiennent — en particulier des molécules organiques solubles (MOS) telles que les acides aminés, les amines, les nucléobases, les polyols et les acides carboxyliques. Mais la plupart du temps, l’analyse des MOS est biaisée par des degrés variables de contamination terrestre (qui dépendent de la durée du séjour au sol de la météorite avant qu’elle ne soit récupérée).

Par chance, des fragments de la météorite Winchcombe ont pu être récupérés et analysés dans les douze heures seulement suivant son observation dans le ciel, et n’ont subi aucune intempérie ; les chercheurs disposaient ainsi de près de 600 grammes de matériaux de très grande qualité. En outre, l’entrée dans l’atmosphère de la météorite ayant été enregistrée par plusieurs caméras, il a été possible d’établir précisément sa trajectoire. « Il s’agit de la première météorite à avoir été observée par de nombreux témoins oculaires, enregistrée et récupérée au Royaume-Uni au cours des 30 dernières années », souligne le Dr Queenie Chan, du Département des sciences de la Terre du Royal Holloway, de l’Université de Londres.

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Une faible abondance d’acides aminés

Les chondrites carbonées fournissent un aperçu de la composition originale du système solaire, il y a 4,6 milliards d’années. Grâce à la collecte rapide des échantillons, les scientifiques ont pu obtenir la signature organique réelle de la météorite. « La météorite de Winchcombe offre une occasion précieuse d’étudier comment les matériaux organiques vierges ont évolué chimiquement au début de l’altération aqueuse du corps parent », notent les chercheurs.

La météorite de Winchcombe présente une abondance moyenne de carbone d’environ 2% en poids et une abondance d’azote de quelque 430 ppm — des valeurs inférieures à celles observées dans d’autres chondrites carbonées de type CM (qui regroupe les roches ressemblant à leur spécimen type, la météorite Mighei). « Les faibles abondances de carbone et d’azote dans Winchcombe indiquent potentiellement que la météorite a une faible abondance organique, ce qui peut être un défi pour l’analyse MOS », expliquent les chercheurs dans leur étude.

abondances relatives acides aminés
Abondances relatives (par rapport à la D-alanine = 1) des acides aminés dans les extraits d’eau chaude hydrolysée de certaines chondrites carbonées. © Q. Chan et al.

L’équipe a analysé l’un des fragments par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (après extraction à l’eau chaude ou par solvant). Elle rapporte une abondance d’acides aminés — protéinogènes et non protéinogènes — d’environ 1132 parties par milliard, soit environ 10 fois moins que les autres météorites de la même classe.

La distribution des acides aminés étant clairement distincte de celle observée dans le sol du site de chute, cela indique qu’ils sont bel et bien indigènes à la météorite. La détection de plusieurs acides aminés terrestres particulièrement rares, de même que les rapports énantiomériques observés pour certains d’entre eux (tels que l’alanine et l’isovaline) soutiennent leur origine extraterrestre.

Une hétérogénéité due à divers degrés d’altération aqueuse

Les météorites de type CM sont classées en sept sous-types pétrologiques. Les acides aminés non protéinogènes les plus abondants identifiés dans la météorite de Winchcombe sont l’acide α-aminoisobutyrique et l’isovaline, qui sont également couramment observés dans les météorites de type CM2.

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Les CM2 présentent généralement une altération aqueuse modérée à intense, due à la présence d’eau liquide sur leur corps parent. Cette eau entraîne la transformation de nombreuses molécules en acides aminés et en protéines — soit les éléments constitutifs de la vie. Mais la faible abondance d’acides aminés détectée ici, ainsi que le rapport élevé des acides aminés libres/totaux et le rapport racémique observé pour l’isovaline sont « incompatibles avec une histoire aqueuse importante », soulignent les chercheurs. Ces observations suggèrent en revanche « une lithologie qui a connu un ou plusieurs brefs épisodes d’altération aqueuse ».

abondances relatives hydrocarbures polycycliques
Abondances relatives (par rapport au phénanthrène = 1) des HAP dans la météorite de Winchcombe, le sol du site de chute et d’autres chondrites carbonées de type CM, y compris CM2.0 Mukundpura, CM2.5 Murchison, et CM2.7/2.8 Paris. © Q. Chan et al.

Parallèlement, l’analyse de la composition en hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) révèle la présence d’HAP alkylés et non-alkylés de 2 à 6 cycles. La faible abondance des HAP totaux (6177 parties par milliard) et le rapport élevé d’HAP non-alkylés/alkylés, sont quant à eux cohérents avec ce qui a été observé sur des météorites CM moins altérées par l’eau. En conclusion, les analyses suggèrent que cette météorite très inhabituelle présente plusieurs degrés d’altération aqueuse.

« Certains des composés organiques comme les acides ɑ-aminés pourraient avoir été synthétisés par la voie de Strecker-cyanohydrine à basse température qui prévaut sur les corps parents CM, [mais] le contenu en acides aminés n’est pas strictement comparable à d’autres météorites CM2 », résument les auteurs de l’étude. De par cette hétérogénéité, la météorite Winchcombe pourrait ainsi représenter une classe de météorite « peu lithifiée », encore jamais étudiée auparavant.

Source : Q. Chan et al., Meteoritics & Planetary Science

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