Animation inspirée par le lumineux, lueur brûlante des météores lorsqu'ils pénètrent dans l'atmosphère terrestre. Crédit :Centre de vol spatial Goddard de la NASA/Declan McKenna
Lors d'une expédition en Antarctique en 2012, une équipe de chercheurs japonais et belges a ramassé une petite roche qui apparaissait noire comme du charbon sur le blanc comme neige. Maintenant connue sous le nom de météorite Asuka 12236, c'était à peu près la taille d'une balle de golf.
Malgré sa taille modeste, cette roche de l'espace était une trouvaille colossale. Comme il s'avère, Asuka 12236 est l'une des météorites de ce type les mieux conservées jamais découvertes. Et maintenant, Des scientifiques de la NASA ont montré qu'il contenait des indices microscopiques qui pourraient les aider à résoudre un mystère universel :comment les éléments constitutifs de la vie se sont-ils épanouis sur Terre ?
Donc, lorsque les astrobiologistes du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, ont mis la main (soigneusement gantée) sur un tout petit morceau de cette météorite primitive, ils se sont rapidement mis à décoder les informations à l'intérieur. Sous l'éblouissement des néons et accompagné du ronronnement des outils d'analyse tournant en arrière-plan, l'équipe Goddard de la NASA a d'abord écrasé une pincée de 50 milligrammes d'Asuka 12236 dans leur laboratoire avec un mortier et un pilon. Ensuite, ils ont suspendu les acides aminés de la poussière ancienne dans une solution aqueuse et ont envoyé le liquide à travers une puissante machine analytique qui a séparé les molécules à l'intérieur par masse et identifié chaque type.
Les chercheurs de Goddard ont découvert qu'une abondance d'acides aminés était enfermée à l'intérieur d'Asuka 12236, le double de la concentration observée dans une roche spatiale appelée Paris, qui était auparavant considérée comme la météorite la mieux conservée de la même classe. Ces molécules primordiales comprenaient les acides aspartique et glutamique, qui font partie des 20 acides aminés qui se forment en d'innombrables arrangements, constituant des millions de protéines. Les protéines alimentent ensuite les engrenages chimiques de la vie sur Terre, y compris les fonctions corporelles essentielles chez les animaux.
Dirigé par l'astrobiologiste Goddard Daniel P. Glavin, l'équipe a également découvert qu'Asuka 12236 avait plus de versions pour gauchers de certains acides aminés. Il existe une version miroir pour droitier et gaucher de chaque acide aminé, comme si vos mains étaient des images miroir l'une de l'autre. Toute la vie connue utilise uniquement des acides aminés gauchers pour construire des protéines. De plus en plus, Glavin et ses collègues découvrent que les météorites regorgent de ces précurseurs chimiques gauchers de la vie.
L'astrobiologiste Goddard de la NASA Daniel Glavin pose en 2002 à côté d'une météorite qu'il venait de trouver lors d'une expédition en Antarctique. Crédit :Recherche de météorites en Antarctique/Daniel Glavin
"Les météorites nous disent qu'il y avait un biais inhérent vers les acides aminés gauchers avant même que la vie ne commence, " dit Glavin. " Le grand mystère c'est pourquoi ? "
Pour aller au fond de ce qui rend le gaucher si spécial, Glavin et son équipe sondent des centaines de météorites. La plus grande variété d'origines, chimies, et les âges, le meilleur. Les différences dans les types et les quantités d'acides aminés conservés dans ces roches permettent aux scientifiques d'établir un enregistrement de la façon dont ces molécules ont évolué à travers le temps et les circonstances, y compris l'exposition à l'eau et à la chaleur à l'intérieur de leurs astéroïdes parents.
Sur la chronologie du système solaire, Asuka 12236 s'intègre dès le début - en fait, certains scientifiques pensent que de minuscules morceaux de la météorite sont antérieurs au système solaire. Plusieurs éléments de preuve suggèrent que la composition chimique d'origine d'Asuka 12236 est la mieux conservée dans une catégorie de météorites riches en carbone connues sous le nom de chondrites CM. Ce sont parmi les roches les plus intéressantes à étudier pour les scientifiques qui se concentrent sur l'origine de la vie, car beaucoup contiennent un mélange très complexe de composés organiques associés aux êtres vivants.
Les scientifiques ont déterminé que l'intérieur d'Asuka 12236 est si bien conservé parce que la roche a été exposée à très peu d'eau liquide ou de chaleur, à la fois quand il faisait encore partie d'un astéroïde et plus tard, quand il était assis en Antarctique en attendant d'être découvert. Ils peuvent le dire en fonction des types de minéraux trouvés à l'intérieur. Une pénurie de minéraux argileux est un indice, étant donné que ces types de minéraux sont formés par l'eau. Un autre indice est que l'Asuka 12236 contient beaucoup de fer qui n'a pas rouillé, une indication que la météorite n'a pas été exposée à l'oxygène de l'eau. La roche contient également une abondance de grains de silicate avec des compositions chimiques inhabituelles qui indiquent qu'ils se sont formés dans d'anciennes étoiles qui sont mortes avant que le Soleil ne commence à se former. Étant donné que ces minéraux de silicate sont généralement facilement détruits par l'eau, les scientifiques ne les trouvent pas dans des météorites moins vierges qu'Asuka 12236.
"C'est amusant de penser à la façon dont ces choses tombent sur Terre et se trouvent être pleines de toutes ces informations différentes sur la façon dont le système solaire s'est formé, de quoi il s'est formé, et comment les éléments se sont construits dans la galaxie, " dit Conel M. O'D. Alexander, un scientifique à la Carnegie Institution for Science à Washington, D.C., qui a collaboré avec l'équipe de Glavin sur l'analyse Asuka 12236, qui a été publié le 20 août dans la revue Météorite et science planétaire .
Ceci est une image d'une section mince polie d'Asuka 12236, réalisé avec un microscope électronique à balayage. La section est d'environ un tiers de pouce, soit environ 1 centimètre, de l'autre côté. La plupart des grains brillants de l'image sont du fer-nickel-métal et/ou du sulfure de fer. Le gris est majoritairement silicaté, avec les zones grises plus foncées plus riches en magnésium, tandis que les zones grises plus claires sont plus riches en fer. Les objets ronds, et quelques fragments d'entre eux, qui ont tendance à contenir la plupart des petits, les grains de métal brillant sont appelés "chondres", " qui se sont formées sous forme de gouttelettes en fusion. Ils sont fixés dans une matrice à grain très fin, c'est là que se trouvent les composés organiques et les grains présolaires. Crédit :Carnegie Institution for Science/Conel M. O'D. Alexandre
Les météorites comme Asuka 12236 sont des morceaux d'astéroïdes beaucoup plus gros. Ces fragments ont été projetés dans le système solaire lors de collisions d'astéroïdes il y a plus de 4,5 milliards d'années et ont finalement atteint la surface de la Terre après avoir survécu à une descente enflammée dans notre atmosphère. Pour Alexandre et Glavin, ces roches sont comme des livres d'histoire qui tombent du ciel et fournissent des informations chimiques sur le système solaire primitif. Les roches spatiales sont la seule source de cette information, parce que l'érosion et la tectonique des plaques sur Terre ont effacé l'histoire chimique de notre planète.
Avec Asuka 12236, les scientifiques découvrent les tout premiers acides aminés produits dans le système solaire et les conditions qui ont conduit à la variété et à la complexité de ces molécules. "Asuka 12236 nous montre qu'il y a ce truc de " Boucle d'or ", " dit Glavine.
Glavin et son équipe apprennent que la clé des acides aminés, quand il s'agit de former et de multiplier, est l'exposition aux conditions parfaites à l'intérieur des astéroïdes. "Vous avez besoin d'eau liquide et de chaleur pour produire une variété d'acides aminés, " dit-il. " Mais si vous en avez trop, vous pouvez tous les détruire."
L'eau aurait été produite à l'intérieur de l'astéroïde d'où venait Asuka 12236, comme la chaleur de la désintégration radioactive de certains éléments chimiques a fait fondre la glace qui s'est condensée avec la roche lors de la formation de l'astéroïde. Étant donné que Asuka 12236 est si bien conservé, il pourrait provenir d'une couche externe plus froide de l'astéroïde où il serait entré en contact avec peu de chaleur, Et ainsi, l'eau. Bien que ce ne soit qu'une conjecture pour l'instant, Glavin a déclaré:"Il y a encore beaucoup de choses que nous ne savons pas sur cette météorite."
Le seul facteur qui ne cadre pas avec cette explication est le suivant :l'équipe de Glavin a trouvé plus de molécules gauchers que droitiers dans certains acides aminés de construction de protéines dans Asuka 12236. Ces molécules gauchers auraient dû être traitées dans beaucoup plus d'eau que cette ancienne roche ne semble avoir été exposée. "Il est assez inhabituel d'avoir ces gros excès de gauchers dans des météorites primitives, " Glavin a dit. " Comment ils se sont formés est un mystère. C'est pourquoi il est bon de regarder une variété de météorites, afin que nous puissions établir une chronologie de l'évolution de ces matières organiques au fil du temps et des différents scénarios d'altération. »
Animation inspirée des processus naturels, comme l'altération de l'eau, qui se produisent à l'intérieur des astéroïdes, y compris celui d'où vient Asuka 12236. Crédit :Centre de vol spatial Goddard de la NASA/Declan McKenna
Bien qu'il soit possible que les scientifiques voient ces molécules liées à la vie à cause de la contamination terrestre, L'équipe de Glavin est convaincue pour diverses raisons qu'Asuka 12236 est intact. Un signe est qu'une forte concentration d'acides aminés dans l'échantillon de Goddard flottait librement; si les scientifiques avaient observé la vie sur Terre, les acides aminés auraient été liés dans des protéines, dit Glavine. Toujours, les scientifiques ne peuvent pas être sûrs à 100% qu'ils ne considèrent pas la contamination lorsqu'ils traitent des roches qui tombent à la surface de la Terre.
Pour cette raison, Glavin et son équipe sont impatients d'analyser un échantillon résolument vierge d'un astéroïde primitif non exposé à la biologie de la Terre. Ils auront leur chance après que le vaisseau spatial OSIRIS-REx de la NASA ait livré une cache scellée de terre et de roches de l'astéroïde Bennu en 2023. OSIRIS-REx collectera l'échantillon de Bennu le 20 octobre. 2020.
« Comprendre les types de molécules, et leur doigté, qui étaient présents dans les premiers jours du système solaire nous rapproche de savoir comment les planètes et la vie se sont formées, " a déclaré Jason P. Dworkin, un astrobiologiste Goddard qui a aidé à analyser Asuka 12236 et sert de scientifique de projet pour la mission OSIRIS-REx.
