Des météorites ou des particules de cendres volcaniques riches en fer pourraient avoir facilité la transformation du CO2 atmosphérique en molécules essentielles à la vie, il y a environ 4,4 milliards d’années, selon une étude. Ces réactions précoces pourraient avoir donné naissance à des composés essentiels à la vie.
Selon une étude récemment publiée dans Scientific Reports, des réactions chimiques entraînées par des particules chargées de fer provenant de météorites ou d’éruptions volcaniques pourraient avoir conduit à la formation de molécules nécessaires à l’origine de la vie sur Terre il y a environ 4,4 milliards d’années.
Des études antérieures ont proposé que des précurseurs de molécules organiques comme les hydrocarbures, les aldéhydes et les alcools soient arrivés sur Terre par l’intermédiaire d’astéroïdes et de comètes, ou qu’ils aient été synthétisés par des réactions dans l’atmosphère et les océans de la jeune Terre. Ces réactions ont pu être facilitées par l’énergie provenant de sources telles que la foudre, l’activité volcanique ou les impacts. Néanmoins, faute de données suffisantes, le mécanisme principal responsable de la création de ces précurseurs reste incertain.
Oliver Trapp et ses collègues ont cherché à savoir si des particules de météorites ou de cendres déposées sur des îles volcaniques auraient pu favoriser la conversion du dioxyde de carbone atmosphérique en précurseurs de molécules organiques sur la Terre primitive. Ils ont simulé une série de conditions qui, selon des recherches antérieures, auraient pu être présentes sur la Terre primitive en plaçant du gaz carbonique dans un système chauffé et pressurisé (un autoclave) à des pressions comprises entre 9 et 45 bars et à des températures comprises entre 150 et 300 degrés Celsius. Ils ont également simulé des conditions climatiques humides et sèches en ajoutant de l’hydrogène ou de l’eau au système.
Ils ont imité le dépôt de particules de météorites ou de cendres sur des îles volcaniques en ajoutant dans le système différentes combinaisons d’échantillons broyés de météorites de fer, de météorites pierreuses ou de cendres volcaniques, ainsi que des minéraux susceptibles d’avoir été présents dans la Terre primitive et que l’on trouve dans la croûte terrestre, les météorites ou les astéroïdes.
Les auteurs ont constaté que les particules riches en fer provenant des météorites et des cendres volcaniques favorisaient la conversion du dioxyde de carbone en hydrocarbures, aldéhydes et alcools dans une gamme de conditions atmosphériques et climatiques susceptibles d’avoir existé sur la Terre primitive. Ils ont observé que les aldéhydes et les alcools se formaient à des températures plus basses, tandis que les hydrocarbures se formaient à 300 degrés Celsius.
Les auteurs suggèrent qu’au fur et à mesure que l’atmosphère de la Terre primitive se refroidissait, la production d’alcools et d’aldéhydes a pu augmenter. Ces composés ont alors pu participer à d’autres réactions qui auraient pu conduire à la formation d’hydrates de carbone, de lipides, de sucres, d’acides aminés, d’ADN et d’ARN. En calculant le taux des réactions qu’ils ont observées et en utilisant les données de recherches antérieures sur les conditions de la Terre primitive, les auteurs estiment que le mécanisme qu’ils proposent aurait pu synthétiser jusqu’à 600 000 tonnes de précurseurs organiques par an sur l’ensemble de la Terre primitive.
Les auteurs proposent que leur mécanisme ait pu contribuer aux origines de la vie sur Terre, en combinaison avec d’autres réactions dans l’atmosphère et les océans de la Terre primitive.
Référence : « Synthesis of prebiotic organics from CO2 by catalysis with meteoritic and volcanic particles » par Sophia Peters, Dmitry A. Semenov, Rupert Hochleitner et Oliver Trapp, 25 mai 2023, Scientific Reports.
DOI: 10.1038/s41598-023-33741-8