Une équipe de l'Université du Texas à San Antonio (UTSA) et du Southwest Research Institute (SwRI) a modélisé un processus naturel de craquage de l'eau appelé radiolyse. Ils ont appliqué le modèle aux corps glacés autour de notre système solaire pour montrer comment le rayonnement émis par les noyaux rocheux pourrait briser les molécules d'eau et soutenir les microbes mangeurs d'hydrogène. Crédit :Institut de recherche du Sud-Ouest
Dans les corps glacés autour de notre système solaire, le rayonnement émis par les noyaux rocheux pourrait briser les molécules d'eau et soutenir les microbes mangeurs d'hydrogène. Pour aborder cette possibilité cosmique, une équipe de l'Université du Texas à San Antonio (UTSA) et du Southwest Research Institute (SwRI) a modélisé un processus naturel de craquage de l'eau appelé radiolyse. Ils ont ensuite appliqué le modèle à plusieurs mondes avec des océans intérieurs connus ou suspectés, y compris la lune de Saturne Encelade, la lune de Jupiter Europe, Pluton et sa lune Charon, ainsi que la planète naine Cérès.
"Les processus physiques et chimiques qui suivent la radiolyse libèrent de l'hydrogène moléculaire (H2), qui est une molécule d'intérêt astrobiologique, " dit Alexis Bouquet, auteur principal de l'étude publiée dans l'édition de mai de Lettres de revues astrophysiques . Isotopes radioactifs d'éléments tels que l'uranium, potassium, et le thorium se trouvent dans une classe de météorites rocheuses appelées chondrites. On pense que les noyaux des mondes étudiés par Bouquet et ses co-auteurs ont des compositions de type chondrite. L'eau de mer imprégnant la roche poreuse du noyau pourrait être exposée aux rayonnements ionisants et subir une radiolyse, produire de l'hydrogène moléculaire et des composés réactifs de l'oxygène.
Bouquet, étudiant dans le programme de doctorat conjoint entre le département de physique et d'astronomie de l'UTSA et la division des sciences et de l'ingénierie spatiales du SwRI, a expliqué que des communautés microbiennes soutenues par H2 ont été trouvées dans des environnements extrêmes sur Terre. Il s'agit notamment d'un échantillon d'eau souterraine trouvé à près de 2 miles de profondeur dans une mine d'or sud-africaine et dans des cheminées hydrothermales au fond de l'océan. Cela soulève des possibilités intéressantes pour l'existence potentielle de microbes analogues aux interfaces eau-roche des mondes océaniques tels qu'Encelade ou Europa.
"Nous savons que ces éléments radioactifs existent à l'intérieur des corps glacés, mais c'est le premier examen systématique à travers le système solaire pour estimer la radiolyse. Les résultats suggèrent qu'il existe de nombreuses cibles potentielles pour l'exploration là-bas, et c'est excitant, " dit la co-auteure Dr Danielle Wyrick, un scientifique principal de la division des sciences et de l'ingénierie spatiales de SwRI.
Une source fréquemment suggérée d'hydrogène moléculaire sur les mondes océaniques est la serpentinisation. Cette réaction chimique entre la roche et l'eau se produit, par exemple, dans les cheminées hydrothermales au fond de l'océan.
Dans les corps glacés autour de notre système solaire, le rayonnement émis par les noyaux rocheux pourrait briser les molécules d'eau et soutenir les microbes mangeurs d'hydrogène. Une équipe de l'Université du Texas à San Antonio (UTSA) et du Southwest Research Institute (SwRI) a modélisé un processus naturel de craquage de l'eau appelé radiolyse et a appliqué le modèle à Europa (photo) et à plusieurs autres mondes avec des océans intérieurs connus ou suspectés. Crédit :Institut de recherche du Sud-Ouest
La principale conclusion de l'étude est que la radiolyse représente une source supplémentaire potentiellement importante d'hydrogène moléculaire. Alors que l'activité hydrothermale peut produire des quantités considérables d'hydrogène, dans les roches poreuses souvent trouvées sous les fonds marins, la radiolyse pourrait également produire des quantités abondantes.
La radiolyse peut également contribuer à l'habitabilité potentielle des mondes océaniques d'une autre manière. En plus de l'hydrogène moléculaire, il produit des composés oxygénés qui peuvent réagir avec certains minéraux du noyau pour créer des sulfates, une source de nourriture pour certains types de micro-organismes.
"La radiolyse dans le noyau externe d'un monde océanique pourrait être fondamentale pour soutenir la vie. Parce que les mélanges d'eau et de roche sont partout dans le système solaire externe, cette idée augmente les chances d'un bien immobilier habitable abondant là-bas, " Dit Bouquet.
Co-auteurs de l'article, "Énergie alternative :production d'H2 par radiolyse de l'eau dans les noyaux rocheux des corps glacés, " sont le Dr Christopher R. Glein de SwRI, Wyrick, et le Dr J. Hunter Waite, qui est également professeur adjoint à l'UTSA.
