La radioactivité naturelle moteur de l'émergence de la vie ?

Publié par Redbran le 30/06/2021 à 09:00
Source: CNRS IN2P3
La radioactivité naturelle entretient dans les roches profondes une chimie qui transforme les carbonates en petites molécules organiques. La quantification in vitro de ce phénomène, par l'équipe de radiochimie de SUBATECH, a permis aux géochimistes de Grenoble et de l'IPGP de confirmer qu'il aurait pu jouer un rôle important dans l'émergence de la vie (La vie est le nom donné :) sur Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...). Une étude parue dans Earth and Planetary Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire...) Letters le 15 juin 2021.


Sous l'effet des rayonnements l'eau subit une radiolyse qui entraine la formation de dihydrogène (Le dihydrogène est la forme moléculaire de l'élément hydrogène, qui existe...) (petites bulles sur la photo ci-dessus), mais aussi la formation de petites molécules organiques lorsque de la calcite (La calcite est un minéral chimique ou biochimique (biominéralisation) composé de...) est présente.
Crédit Guillaume (Guillaume est un prénom masculin d'origine germanique. Le nom vient de Wille, volonté et Helm,...) Blain.

Dans la grande salle du cyclotron (Le cyclotron est un type d’accélérateur circulaire inventé par Ernest Orlando Lawrence en...) Arronax à Nantes, de petites bulles s'échappent d'un bocal d'eau exposé aux rayonnements. Il s'agit de dégagements d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) et de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) carbonique, signe que dans le liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) une chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à...) très particulière est à l'oeuvre: la radiolyse. Sous l'action des rayonnements, l'eau et les carbonates dissous sont en effet décomposés, donnant naissance d'un côté à de l'hydrogène et de l'autre à des ions très réactifs qui, en se recombinant, permettent la formation de petites molécules organiques. Autrement dit, des molécules susceptibles d'être assimilées par des organismes vivants ou de servir de base à la formation de molécules biologiques.

"On constate la présence de formate (HCOO-), d'acétate (CH3COO-) et d'oxalate (C2O42-), précise Johan Vandenborre, auteur de l'expérience. Les taux mesurés augmentent progressivement montrant de façon très nette (Le terme Nette est un nom vernaculaire attribué en français à plusieurs espèces...) une accumulation de ces molécules." En somme, dans les bocaux du chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...), s'opère de façon totalement spontanée une transition du monde (Le mot monde peut désigner :) minéral vers un monde organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande...) propice au développement de la vie. Restait à démontrer que ce qui était observé in vitro (In vitro (en latin : « dans le verre ») signifie un test en tube, ou, plus...) était compatible avec l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) terrestre.


L'équipe radiolyse à SUBATECH à l'origine des travaux avec de gauche à droite:Johan Vandenborre (responsable - chargé de recherche),Guillaume Blain (ingénieur), Simon Guillonneau (Stagiaire Master 2),Emeline Craff (doctorante), Vincent Fiegel (postdoctorant)
Crédit: SUBATECH

Un phénomène à l'oeuvre partout sur Terre

C'est la tâche à laquelle s'est attelé Laurent Truche, géochimiste à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) des sciences de la Terre (ISTerre) à Grenoble. Il a confronté les valeurs obtenues à SUBATECH avec la composition d'échantillons de roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce...) très profondes et anciennes dans lesquelles une vie microbienne prospère en totale autarcie, parfois depuis plusieurs milliards d'années. Résultat, les taux de production coïncident bien avec ce qui est trouvé dans l'environnement, renforçant par la même l'hypothèse que la radioactivité (La radioactivité, phénomène qui fut découvert en 1896 par Henri Becquerel sur...) naturelle des sols puisse avoir joué un rôle important dans l'émergence de la vie sur Terre. La radioactivité est en effet omniprésente depuis l'origine dans l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) du globe. Elle a donc pu alimenter sur des milliards d'années avec une constance remarquable le développement progressif d'une activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) biologique.

Une idée née à l'occasion d'un colloque de la MITI

La collaboration entre radiochimistes et géochimistes à l'origine de cette démonstration (En mathématiques, une démonstration permet d'établir une proposition à partir...) est née un peu par hasard (Dans le langage ordinaire, le mot hasard est utilisé pour exprimer un manque efficient, sinon...) à l'occasion d'un colloque initié par la Mission pour les initiatives transverses et interdisciplinaire (Un travail interdisciplinaire intègre des concepts provenant de différentes disciplines.) du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...) sur l'hydrogène naturel envisagé comme ressource énergétique future. "Les géologues présents se posaient la question de l'origine des flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments...) d'hydrogène identifiés dans le sous-sol, raconte Johan Vandenborre. Ma spécialité étant la radiolyse, je leur ai suggéré que ce soit le phénomène à l'oeuvre. Et c'est de là que tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) est parti." Depuis, une collaboration fructueuse est née entre SUBATECH, ISTerre et maintenant l'Institut de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) du globe de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région...) afin d'explorer le rôle de la radioactivité dans l'émergence et le maintien de la vie.

Référence de l'article:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012821X21001515# !

Pour en savoir plus:
Un long article de Quanta Magazine sur la thématique du développement de la vie dans les profondeurs de l'écorce (L'écorce est le revêtement extérieur du tronc, des branches et des racines des arbres, et plus...) terrestre citant les travaux du CNRS (en anglais): https://www.quantamagazine.org/radioactivity-may-fuel-life-deep-underground-and-inside-other-worlds-20210524/

Contacts:
- Johan Vandenborre - Chercheur au laboratoire SUBATECH - johan.vandenborre at subatech.in2p3 (L'Institut national de physique nucléaire et de physique des particules (IN2P3) est un institut de...).fr
- Laurent Truche - Géophysicien au laboratoire ISTerre - laurent.truche at univ-grenoble-alpes.fr
- Sébastien Incerti - DAS Interdisciplinaire - sebastien.incerti at cnrs.fr
- Emmanuel Jullien - Responsable de la cellule communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle,...) de l'IN2P3 - communication at in2p3.fr
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