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L'exo/astrobiologie au LATMOS

 

L'exobiologie, ou astrobiologie, est la science qui vise à étudier la vie dans l'Univers. Plus précisément, elle inclut l'étude de la distribution de la vie dans l'Univers et son évolution, l'étude des conditions et des processus qui ont permis l'émergence du vivant sur notre planète, et qui ont pu ou pourraient le permettre ailleurs, ainsi que l'étude de l'évolution de la matière organique vers des structures complexes dans l'univers. De fait, l'exobiologie est une science multi-disciplinaire qui fait appel aussi bien à la géologie, aux sciences physiques, à la chimie, en plus de la biologie.

L'équipe IMPEC travail plus particulièrement à l'étude de la distribution des molécules organiques dans l'Univers, et des mécanismes physiques et chimiques dans lesquels ces molécules sont impliquées. L'objectif de ces études est de comprendre les processus qui ont permis, au travers d'une évolution chimique, l'apparition de molécules biologiques telles que les fameuses molécules d'ADN et d'ARN qui contiennent le patrimoine génétique des êtres vivants sur Terre. On parle plus généralement de chimie prébiotique (avant la vie !) dans ce cadre.

Les principales activités de l'équipe dans ce domaine portent sur :

1. la recherche de molécules organiques et leur identification dans les objets du système solaire, au travers d'observations depuis la Terre, ou de missions spatiales.

2. l'étude et la caractérisation des processus physiques et chimiques dans lesquels sont impliquées ces molécules au travers de simulations expérimentales de laboratoire. Ces expriences visent à reproduire l'environnement planétaire étudié et à voir comment celui-ci évolue.

Les objets principalement étudiés dans ce cadre sont :

- Titan, un satellite de Saturne qui ressemble à une Terre gelée et dont l'atmosphère est riche en azote (N2) et en méthane (CH4), le méthane jouant le rôle que joue l'eau sur Terre (étendue liquide en surface, nuages...). Ces deux molécules, soumises au rayonnement solaire, réagissent entre elles pour former des molécules organiques plus complexes, telles que des hydrocarbures ou des nitriles, et ces mécanismes se produisent à l'échelle du satellite. Titan est donc un laboratoire à l'échelle planétaire qui permet d'étudier un mode de production de molécules organiques complexes à partir d'une chimie atmosphérique qui aurait pu prnedre place dans l'atmosphère primitive terrestre, celle-ci ayant pu contenir une fraction de méthane. L'étude de Titan dans l'équipe IMPEC se fait au travers d'observations de Titan par la mission spatiale Cassini-Huygens, toujours en activité aujourd'hui, et par l'expérience de laboratoire PAMPRE qui permet de simuler la physico-chimie de l'atmosphère de Titan en laboratoire.

- les comètes. Ces petits corps du système solaire sont connus pour le spectacle qu'ils offrent lors de leur approche du Soleil. Ce sont probablement les objets les plus primitifs du système solaire qui ont survécu jusqu'à notre époque. Dans l'histoire de la Terre primitive, des hypothèses pronent pour que les comètes aient pu apporter une partie de l'eau qu'il y a aujourd'hui sur Terre, ainsi que des molécules organiques qui ont pu participer à la chimie prébiotiques terrestre. Si tel est le cas, il apparait important de connaitre la composition chimique exacte des comètes. Or il est difficile, pour des raisons techniques, de déterminer cette composition à distance. Pour palier à cette carence, l'équipe IMPEC contribue à la mission spatiale Rosetta, dédiée à l'étude in situ d'une comète, au travers d'un instrument d'analyse chimique de la surface de la comète ciblée.