Christopher Glein, scientifique principal de SwRI, a fait partie d’une équipe qui a découvert du phosphore, un élément essentiel à la vie, dans l’océan souterrain d’Encelade, une petite lune de Saturne. L’eau liquide jaillit de l’océan souterrain de la lune, formant un panache qui contient des grains d’eau océanique gelée. Certains de ces grains de glace forment ensuite l’anneau E de Saturne. L’équipe a analysé les données de la sonde Cassini concernant les grains de glace de l’anneau E, qui ont révélé des empreintes de sels de phosphate solubles provenant de l’océan d’Encelade. Crédit : Cassini Imaging Team/SSI/JPL/ SWRI/ Freie Universität Berlin
Le Southwest Research Institute a aidé à trouver des preuves de la présence de phosphore dans l’océan d’eau liquide situé sous la surface glacée de la lune.
Des chercheurs, utilisant les données de la mission Cassini de la NASA, ont découvert du phosphore sous forme de phosphates, un élément essentiel à la vie, dans l’océan souterrain d’Encelade, une lune de Saturne. La concentration de phosphore est au moins 100 fois supérieure à celle des océans terrestres, ce qui en fait une découverte passionnante dans le cadre de la recherche de vie extraterrestre. Ces résultats renforcent l’idée de l’habitabilité potentielle des mondes océaniques recouverts de glace dans le système solaire, au-delà des mondes océaniques de surface comme la Terre.
La recherche de vie extraterrestre dans notre système solaire vient de devenir plus passionnante. Une équipe de scientifiques, dont le Dr Christopher Glein du Southwest Research Institute, a découvert de nouvelles preuves que l’océan souterrain d’Encelade, une lune de Saturne, contient un élément essentiel à la vie. L’équipe a directement détecté le phosphore sous forme de phosphates provenant de l’océan global recouvert de glace de la lune en utilisant les données de la mission Cassini de la NASA. Cassini a exploré Saturne et son système d’anneaux et de lunes pendant plus de 13 ans.
« En 2020 (publié en 2022), nous avons utilisé la modélisation géochimique pour prédire que le phosphore devrait être abondant dans l’océan d’Encelade », a déclaré M. Glein, un expert de premier plan en océanographie extraterrestre. Il est l’un des coauteurs d’un article publié dans la revue Nature décrivant cette recherche. « Aujourd’hui, nous avons trouvé du phosphore en abondance dans les échantillons de glace du panache qui s’échappent de l’océan souterrain.
La sonde Cassini a découvert l’eau liquide souterraine d’Encelade et a analysé des échantillons dans un panache de grains de glace et de gaz jaillissant dans l’espace à partir de fissures dans la surface glacée de la lune. L’analyse d’une catégorie de grains de glace riches en sel par l’analyseur de poussières cosmiques de Cassini a révélé la présence de phosphates de sodium. Les résultats des observations de l’équipe, ainsi que des expériences analogues en laboratoire, suggèrent que le phosphore est facilement disponible dans l’océan d’Encelade sous forme de phosphates.
Les scientifiques ont déduit qu’un océan sodique ou alcalin (contenant NaHCO3 et/ou Na2CO3) à l’intérieur d’Encelade interagit géochimiquement avec un noyau rocheux. La modélisation géochimique et les expériences en laboratoire indiquent que cette interaction favorise la dissolution des minéraux phosphatés, rendant le phosphate (par exemple HPO4-2) facilement accessible à la vie potentielle dans l’océan. La découverte de phosphates par Cassini soutient fortement le paradigme selon lequel l’océan d’Encelade est habitable. Crédit : Southwest Research Institute
Le phosphore sous forme de phosphates est indispensable à toute vie sur Terre. Il est essentiel à la création de l’ADN et de l’ARN, des molécules porteuses d’énergie, des membranes cellulaires, des os et des dents chez l’homme et les animaux, et même du microbiome marin du plancton. La vie telle que nous la connaissons n’est tout simplement pas possible sans phosphates.
« Nous avons trouvé des concentrations de phosphates au moins 100 fois plus élevées dans les eaux océaniques de la Lune formant des plumes que dans les océans de la Terre », a déclaré M. Glein. « L’utilisation d’un modèle pour prédire la présence de phosphate est une chose, mais trouver la preuve de la présence de phosphate est incroyablement excitant. Il s’agit d’un résultat stupéfiant pour l’astrobiologie et d’une avancée majeure dans la recherche de la vie au-delà de la Terre ».
L’une des découvertes les plus profondes de la science planétaire de ces 25 dernières années est que les mondes avec des océans sous une couche superficielle de glace sont courants dans notre système solaire. Ces mondes comprennent les satellites glacés des planètes géantes, tels qu’Europe, Titan et Encelade, ainsi que des corps plus éloignés comme Pluton. Les mondes comme la Terre dotés d’océans de surface doivent résider dans une fourchette étroite de distances par rapport à leur étoile hôte afin de maintenir les températures nécessaires à la présence d’eau liquide en surface. Les mondes dotés d’un océan intérieur peuvent toutefois se trouver à des distances beaucoup plus grandes, ce qui augmente considérablement le nombre de mondes habitables susceptibles d’exister dans la galaxie.
« Les expériences géochimiques et la modélisation démontrent que ces concentrations élevées de phosphate résultent d’une solubilité accrue des minéraux phosphatés dans Encelade et peut-être dans d’autres mondes océaniques glacés du système solaire au-delà de Jupiter », a déclaré M. Glein. « Grâce à cette découverte, on sait désormais que l’océan d’Encelade répond à ce qui est généralement considéré comme la condition la plus stricte pour qu’il y ait de la vie. La prochaine étape est claire : nous devons retourner sur Encelade pour voir si l’océan habitable est réellement habité. »
Référence : « Detection of phosphates originating from Enceladus’s ocean » par Frank Postberg, Yasuhito Sekine, Fabian Klenner, Christopher R. Glein, Zenghui Zou, Bernd Abel, Kento Furuya, Jon K. Hillier, Nozair Khawaja, Sascha Kempf, Lenz Noelle, Takuya Saito, Juergen Schmidt, Takazo Shibuya, Ralf Srama et Shuya Tan, 14 juin 2023, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-023-05987-9
L’auteur principal de l’article de Nature est Frank Postberg de l’Institut für Geologische Wissenschaften, Freie Universität Berlin, Allemagne. L’équipe de recherche comprend des scientifiques de 10 institutions du monde entier. Glein était le principal chercheur américain.