La matière organique interstellaire pourrait expliquer la présence de l’eau sur Terre

Des scientifiques japonais ont découvert que la matière organique interstellaire pouvait produire une quantité abondante d’eau en se réchauffant, ce qui suggère que celle-ci pourrait constituer la source de l’eau terrestre.

Un mystère tenace

L’origine de l’eau sur Terre constitue un mystère tenace. De précédents travaux ont suggéré qu’elle avait été convoyée par des comètes glacées ou des météorites contenant des silicates hydratés provenant de l’extérieur de la « ligne de glace » – la limite au-delà de laquelle la glace peut se condenser en raison des basses températures. Tandis que des études plus récentes ont fourni des observations opposées à la théorie de l’origine cométaire, sans toutefois parvenir à suggérer des substitutions plausibles concernant la source de l’eau terrestre.

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« Jusqu’à présent, beaucoup moins d’attention a été accordée à la matière organique, par rapport aux glaces et aux silicates, même s’il y a une abondance à l’intérieur de la ligne de glace », estime Akira Kouchi, planétologue à l’université d’Hokkaido et principal auteur de l’étude.

Dans le cadre de ces nouveaux travaux publiés dans la revue Scientific Reports, l’équipe de Kouchi a démontré que le fait de chauffer de la matière organique interstellaire à haute température pourrait produire de l’eau et du pétrole en abondance. Ce qui suggère que de l’eau pourrait être produite à l’intérieur de la ligne de glace, sans aucune contribution de comètes ou de météorites provenant de l’extérieur de cette zone.

Dans un premier temps, les chercheurs ont donc réalisé un analogue de la matière organique dans les nuages moléculaires interstellaires en utilisant des réactifs chimiques.

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Des expériences probantes impliquant un analogue de la matière organique interstellaire

Pour ce faire, ils se sont référés aux données analytiques des matières organiques interstellaires obtenues par irradiation UV d’un mélange contenant H2O, CO et NH3, imitant son processus de synthèse naturel. Ensuite, ils ont progressivement chauffé l’analogue de matière organique de 24 à 400 °C sous pression dans une cellule d’enclume en diamant.

Il s’est avéré que l’échantillon était uniforme jusqu’à 100 °C, mais était séparé en deux phases à 200 °C. À environ 350 °C, la formation de gouttelettes d’eau est devenue évidente et leur taille a augmenté à mesure que la température s’élevait. À 400 °C, en plus des gouttelettes d’eau, de l’huile noire a été produite.

Le groupe a mené des expériences similaires avec de plus grandes quantités de matière organique, qui ont également produit de l’eau et de l’huile. Leur analyse des spectres d’absorption a révélé que le principal composant du produit aqueux était de l’eau pure. De plus, l’analyse chimique du pétrole produit a montré des caractéristiques similaires à celles du pétrole brut typique trouvé sur Terre.

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« Nos résultats montrent que la matière organique interstellaire à l’intérieur de la ligne de glace est une source potentielle d’eau sur Terre. De plus, la formation de pétrole abiotique que nous avons observée suggère des sources de pétrole plus étendues pour la Terre ancienne qu’on ne le pensait auparavant », estime Kouchi. « Les futures analyses de la matière organique dans les échantillons de l’astéroïde Ryugu, que la sonde Hayabusa 2 rapportera plus tard cette année, devraient faire progresser notre compréhension de l’origine de l’eau terrestre. »