Les modèles chimiques pour déterminer l’habitabilité des lunes glacées
Les scientifiques se tournent vers la modélisation chimique pour déterminer si les lunes glacées de notre système solaire ont les conditions nécessaires pour accueillir la vie – plus précisément, la vie microbienne. En général, les modèles chimiques sont essentiels pour comprendre les conditions pouvant soutenir la vie telle que nous la connaissons sur d’autres planètes. Cela se fait en modélisant différents facteurs, dont le climat, les environnements interstellaires, les biosignatures qui sont comme les empreintes digitales de la vie, et les processus chimiques globaux qui pourraient se produire dans ces endroits. Mais que recherchons-nous exactement en ce qui concerne l’habitabilité ? Un paradis bleu – ou juste le minimum requis ?
L’importance de modéliser les environnements hostiles
Charity Phillips-Lander, une chercheuse principale à l’Institut de Recherche du Sud-Ouest (Southwest Research Institute, SwRI), qui étudie actuellement les organiques dans les analogues de laboratoire de mondes glacés, a commencé à explorer si cet outil peut aider à caractériser le rôle des environnements hostiles dans le soutien de la vie microbienne. La question de l’habitabilité vise à contraindre les facteurs environnementaux qui la rendent plus propice à la vie par opposition à inhospitalière, a-t-elle déclaré dans un communiqué. La plupart des logiciels de modélisation géochimique ne prennent pas en compte les organiques [molécules à base de carbone] dans les conditions attendues sur les mondes océaniques, donc je ne pouvais pas modéliser ce que je voyais en laboratoire lors des investigations sur les conditions des lunes couvertes de glace dans notre système solaire, comme Europa et Enceladus.
Le développement d’un logiciel de modélisation spécifique
Phillips-Lander et son collègue Florent Bocher ont développé leur propre logiciel de modélisation, l’utilisant pour simuler la formation de pores de glace dopés aux organiques – des structures de glace qui intègrent ou interagissent avec des composés organiques par le biais de pores microscopiques – et explorer le comportement de ces structures dans des environnements extrêmes. La formation de ces pores de glace est un phénomène qui peut également se produire sur Terre, notamment dans les régions polaires ou dans la glace glaciaire. Ce processus se produit lorsque la glace subit des modifications telles que la congélation, la décongélation ou la sublimation, entraînant la création de structures poreuses qui peuvent piéger des molécules organiques.
Dans des laboratoires, les scientifiques créent intentionnellement de la glace dopée aux organiques pour reproduire ces conditions et étudier comment de telles structures peuvent se former ou se comporter sur d’autres mondes. Cela inclut l’exploration de facteurs tels que les températures variables, les pressions et les radiations cosmiques, qui pourraient produire des formations poreuses similaires – des conditions que Phillips-Lander a étudiées dans ses propres travaux en laboratoire.
L’importance de la modélisation précise
En combinant ces observations en laboratoire avec des modèles computationnels précis, les chercheurs peuvent obtenir des informations précieuses sur le comportement de la glace dans des environnements au-delà de la Terre, en mettant l’accent sur sa capacité potentielle à soutenir la vie ou des réactions chimiques dans des conditions extrêmes.
Avec des améliorations, cet outil pourra fournir une grande quantité d’informations précieuses sur les mondes océaniques, a déclaré Bocher. Savoir quelle composition chimique s’attendre est une chose, mais il est beaucoup plus utile de savoir quels composés sont présents et dans quelles phases chimiques ils se trouvent.
L’importance de l’étude de la lune Enceladus
Les chercheurs se concentrent actuellement sur l’amélioration et le perfectionnement de leur modèle pour reproduire les conditions précises trouvées sur des mondes éloignés, comme Enceladus – la lune recouverte de glace en orbite autour de Saturne. Enceladus est particulièrement intrigante car on pense qu’elle possède un océan souterrain sous sa croûte glacée, un environnement potentiel qui pourrait soutenir la vie microbienne. En améliorant leurs modèles, l’équipe peut mieux simuler les conditions uniques de telles lunes et déterminer comment les composés organiques pourraient se comporter dans de telles conditions.
Ce nouveau projet nous aidera à collecter ces données manquantes, à les ajouter au logiciel de modélisation, puis à construire ces modèles pour fournir un contexte plus complet pour les investigations en laboratoire sur ces mondes océaniques glacés et, espérons-le, pour ce que nous verrions lors d’une future mission, a déclaré Phillips-Lander.
