[News] Des acides aminés pourraient être présents à la surface de Titan

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Michel
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[News] Des acides aminés pourraient être présents à la surface de Titan

Message par Michel » 22/01/2011 - 12:00:47

Une étude expérimentale récente menée sur des analogues d'aérosols de l'atmosphère de Titan synthétisés au LISA (Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques, CNRS, Universités Paris-est Créteil et Paris Diderot), a montré que dans des conditions simulant l'environnement de Titan, ces aérosols pouvaient une fois au sol produire des acides aminés.

Titan, la plus grosse lune de Saturne, est actuellement l'un des objets les plus étudiés du Système Solaire. Il est le seul satellite à posséder une atmosphère dense permettant la précipitation et l'écoulement d'un fluide à sa surface, comme la Terre. Mais bien que des processus similaires à ceux que l'on connaît sur Terre surviennent sur Titan, les ingrédients y sont totalement différents. Dans ce monde extraterrestre où la température à la surface avoisine les -180°C, les galets et les montagnes sont constitués de glace d'eau aussi dure que nos roches terrestres, et le liquide qui ruisselle et remplit les lacs de Titan est de l'éthane liquide et non de l'eau !


Image
Titan vu par la sonde Cassini-Huygens en juin 2009.
Crédit: © NASA/JPL/Space Science Institute.


Par ailleurs, l'atmosphère de Titan est le siège d'une chimie très active, amorcée par la dissociation des composés majoritaires que sont le diazote N2 et le méthane CH4, sous l'effet du rayonnement UV solaire et de particules énergétiques provenant de la magnétosphère de Saturne. Ainsi amorcée dès la très haute atmosphère, cette chimie complexe va former de nombreux produits dont des macromolécules qui, agrégées les unes aux autres, formeront des aérosols, particules solides d'environ 0,5 micron de diamètre. Ces aérosols constituent la brume de Titan, bien connue pour l'opacité et la couleur orangée qu'elle donne à son atmosphère.

Une fois produits dans la haute atmosphère, ces aérosols vont être transportés dans les couches plus basses. Ils pourront alors sédimenter à la surface ou bien servir de noyaux de condensation pour certains gaz et précipiter sous forme de pluies à la surface de Titan.

Le destin de ces aérosols une fois déposés à la surface fait l'objet de plusieurs études depuis ces dernières années [1]. Ces travaux sont réalisés à partir d'aérosols produits en laboratoire par des dispositifs expérimentaux qui simulent la chimie à l'œuvre dans l'atmosphère de Titan. L'application d'une haute tension à un mélange de diazote et de méthane porté à environ -150°C (température représentative de la stratosphère de Titan) conduit, au bout de quelques jours, à la production de particules solides qui sont des analogues des aérosols de Titan. C'est grâce à une expérience de ce type menée au LISA à Créteil, et soutenue par le CNES, que des analogues d'aérosols ont pu être produits et soumis à des conditions environnementales qu'ils pourraient connaître à la surface ou sous-surface de Titan.

En effet, une des conditions qui pourraient être des plus favorables pour l'évolution chimique des aérosols déposés serait leur mélange dans de l'eau en phase liquide. Bien que la température de surface de Titan (-180°C) ne permet pas la présence d'eau sous forme liquide, quelques réservoirs pourraient être trouvés en surface ou sous-surface. Ainsi, une activité cryovolcanique -ou volcanisme de glace d'eau- est suspectée sur Titan : des coulées d'eau mélangée à de l'ammoniac pourraient être répandues à la surface via des cratères volcaniques. Ce cryo-magma proviendrait d'un océan d'eau liquide ammoniaquée situé sous 40 km, et dont la présence est aujourd'hui confortée par plusieurs indices.

Par ailleurs, des modèles montrent que des poches d'eau liquides pourraient être formées en sous-surface suite à l'énergie dégagée par des impacts cométaires ou météoritiques [2]. Ce processus a dû être à l'œuvre durant toute l'histoire de Titan et sur une large part de sa surface, offrant un milieu propice à l'évolution des aérosols en phase aqueuse.

Les analogues d'aérosols synthétisés au LISA ont donc été placés en solution aqueuse ammoniaquée pendant dix semaines, à des températures représentatives de celles de la surface de Titan. Après cette période d'évolution, les échantillons ont été analysés par chromatographie à phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse, en ayant subi au préalable une fonctionnalisation chimique. Ce protocole expérimental a permis pour la première fois de quantifier certains produits.


Image
Photographie (à gauche) de l’expérience PLASMA développée au LISA et permettant de synthétiser
des analogues d’aérosols de Titan, vus au microscope électronique (à droite).
Crédits: © C. Brassé/P. Coll/LISA.


On sait depuis les années 80 et les travaux [3] de Bishun Khare et Carl Sagan que l'hydrolyse acide à haute température des analogues d'aérosols de Titan conduit à la production d'urée et d'acides aminés. Cependant, ces conditions sont très éloignées de celles rencontrées sur Titan. La présente étude réalisée par Sandra Ramírez-Jiménez de l'Université Autonome de l'Etat de Morelos au Mexique et ses collaborateurs du LISA et du LGPM montre que ces molécules sont également produites dans des conditions plus représentatives de l'environnement de Titan. Ainsi, de l'urée, de la glycine, de l'alanine et d'autres produits ont été formés par hydrolyse de 10 mg d'analogue d'aérosols dans des solutions d'ammoniaque de 3 à 25% conservées à -177°C pendant 10 semaines. Les rendements mesurés, de l'ordre de 0,1 %, indiquent que les quantités d'urée et d'acides aminés ainsi produites seraient détectables par un appareil d'exploration in situ de Titan.

Ces résultats mettent en lumière une évolution possible des aérosols dans des conditions réalistes de la surface ou sous-surface de Titan. Formés d'azote, de carbone et d'hydrogène, ces composés complexes s'avèrent très réactifs en milieu aqueux et peuvent ainsi évoluer chimiquement en incorporant de l'oxygène dans leur structure. La production de molécules d'intérêt prébiotique comme les acides aminés, qui constituent des briques primordiales de la vie sur Terre, invite à s'interroger sur une éventuelle complexification ultérieure de la matière organique sur Titan ou dans un potentiel océan sous-terrain.

L'étude du devenir des aérosols de Titan constitue ainsi une piste pour comprendre l'évolution de la matière organique et les mécanismes qui mènent peut-être à l'apparition de la vie sur un autre monde.


Notes:

[1] Neish, C.D., Somogyi, A., Smith, M.A., 2010. Titan's Primordial Soup: Formation of Amino Acids via Low-Temperature Hydrolysis of Tholins. Astrobiology 10, 337-347.
Neish, C.D., Somogyi, Á., Lunine, J.I., Smith, M.A., 2009. Low temperature hydrolysis of laboratory tholins in ammonia-water solutions: Implications for prebiotic chemistry on Titan. Icarus 201, 412-421.
Nguyen, M.-J., Raulin, F., Coll, P., Derenne, S., Szopa, C., Cernogora, G., Israël, G., Bernard, J.-M., 2008. From Titan's tholins to Titan's aerosols: Isotopic study and chemical evolution at Titan's surface. Advances in Space Research 42, 48-53.

[2] Artemieva, N., Lunine, J.I., 2005. Impact cratering on Titan II. Global melt, escaping ejecta, and aqueous alteration of surface organics. Icarus 175, 522-533.
Thompson, W.R., Sagan, C., 1992, Organic Chemistry on Titan: surface interactions. Symposium on Titan, ESA Publications Division, 167-176.

[3] Khare, B.N., Sagan, C., Ogino, H., Nagy, B., Er, C., Schram, K.H., Arakawa, E.T., 1986. Amino acids derived from Titan Tholins. Icarus 68, 176-184.


Référence:

Ramírez, S.I., Coll, P., Buch, A., Brassé, C., Poch, O., Raulin, F., 2010. The fate of aerosols on the surface of Titan. Faraday Discuss. 147, 419-427.


Source: CNRS / INSU
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Re: [News] Des acides aminés pourraient être présents à la surface de Titan

Message par cisou9 » 22/01/2011 - 15:49:50

:_salut:
C'est une hypothèse, il faudra envoyer une sonde pour la vérifier. :)
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Re: [News] Des acides aminés pourraient être présents à la surface de Titan

Message par Vampire » 22/01/2011 - 21:21:33

A quand des sondes du type Spirit et Opportunity, mais sur Titan ? L'éventail des outils embarqués dont dispose ce type de sonde permettrait de mieux connaître la lune de Saturne, et pourquoi pas d'y déceler d'éventuels acides aminés ?

Bon d'accord, les conditions à la surface de Titan ne sont pas les mêmes que sur Mars, mais au moins l'atterrissage parfaitement réussi du module Huygens, en 2004, prouve qu'une seconde mission vers Titan est possible.

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Re: [News] Des acides aminés pourraient être présents à la surface de Titan

Message par Victor » 23/01/2011 - 11:20:44

Je pense qu'on n'a pas des mécanique fiables dans la durée pour une atmosphère à -200°c... C'est déjà super galère pour les sondes qui se sont posées sur Mars
En ce qui concerne la recherche en sciences, Je dirais : Cherche encore !

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Re: [News] Des acides aminés pourraient être présents à la surface de Titan

Message par cisou9 » 23/01/2011 - 12:28:04

Victor a écrit :Je pense qu'on n'a pas des mécanique fiables dans la durée pour une atmosphère à -200°c... C'est déjà super galère pour les sondes qui se sont posées sur Mars

:+1: effectivement, le matos doit être particulièrement solide bien que les sondes Voyager qui sont sorties du système solaire fonctionnent encore et on ne peut pas dire qu'elles sont au chaud.
Pour Vampire :bieres:
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Re: [News] Des acides aminés pourraient être présents à la surface de Titan

Message par kace » 23/01/2011 - 22:53:35

cisou9 a écrit :
Victor a écrit :Je pense qu'on n'a pas des mécanique fiables dans la durée pour une atmosphère à -200°c... C'est déjà super galère pour les sondes qui se sont posées sur Mars

:+1: effectivement, le matos doit être particulièrement solide bien que les sondes Voyager qui sont sorties du système solaire fonctionnent encore et on ne peut pas dire qu'elles sont au chaud.
Pour Vampire :bieres:


En effet, très difficile : la plupart des métaux sont cassants comme du verre à cette température, les lubrifiants à base d'hydrocarbures sont durs comme de la pierre, on peut oublier les batteries (qui ne marchent qu'à température "ambiante"), il n'y a pas assez de lumière pour des panneaux solaires, ...
Bref, il faudrait tout ré-inventer, sacré challenge.
Je vois difficilement comment éviter un assez puissant "mini-réacteur nucléaire" (http://fr.wikipedia.org/wiki/G%C3%A9n%C ... dioisotope) pour alimenter la sonde et la réchauffer. Ca serait pas la première fois (ex : les sondes Pioneer, Voyager, New Horizons, etc), mais c'est pas complètement idéal, et il faudrait qu'il soit très puissant pour à la fois chauffer la sonde et lui permettre de se déplacer ...

kace
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Re: [News] Des acides aminés pourraient être présents à la surface de Titan

Message par kace » 23/01/2011 - 22:58:00

J'avais survolé un peu rapidement le lien précédent (http://fr.wikipedia.org/wiki/G%C3%A9n%C ... dioisotope), et n'avais pas noté cela :
"Dans la mesure où cette technologie permettrait néanmoins de multiplier par quatre le rendement des GTR actuels, elle fait actuellement l'objet de recherches significatives menées conjointement par le DOE et la NASA en vue de développer un générateur Stirling à radioisotope avancé (ASRG) qui pourrait être utilisé par la sonde TiME (proposée pour amerrir sur Titan en 2022), actuellement en phase d'évaluation par la NASA pour la mission TSSM dans le cadre de son programme Discovery."
En plein dans le mille :-)

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Re: [News] Des acides aminés pourraient être présents à la surface de Titan

Message par Loindici » 24/01/2011 - 18:59:25

Vampire a écrit :A quand des sondes du type Spirit et Opportunity, mais sur Titan ? L'éventail des outils embarqués dont dispose ce type de sonde permettrait de mieux connaître la lune de Saturne, et pourquoi pas d'y déceler d'éventuels acides aminés ?

Bon d'accord, les conditions à la surface de Titan ne sont pas les mêmes que sur Mars, mais au moins l'atterrissage parfaitement réussi du module Huygens, en 2004, prouve qu'une seconde mission vers Titan est possible.

Je pense déjà que si on a tous ces résultats de recherche c'est en partie grâce à Huygens. Après pour envoyer un autre type de sonde plus perfectionné, il y a la surface de Titan qui pose problème. On avait parlé à l'époque de crème flambée ché pas quoi. Un engin avec des roues pourrait difficilement se mouvoir sur ce truc. Après, s'il s'agit juste de mettre d'autres instruments sur la sonde, ça semble pas pressé. Au prix où ça doit coûter et avec sans doute toutes les données qu'ils ont recueilli avec Huygens, il doit y avoir d'autres propriétés dans le système solaire. D'autant plus qu'on n'a pas assez de recul pour juger de la possible contamination engendrée par les modules eux-mêmes... Autant se concentrer sur Mars, voir quel impact les sondes ont sur l'environnement local, préparer comme il faut l'arriver des expéditions humaines et ensuite se concentrer sur autre chose en tenant compte des erreurs et des contaminations sur Mars. On va pas commencer à polluer toutes les planètes du systèmes parce qu'on arrive pas encore parfaitement à stériliser nos sondes... On peut tout autant comprendre certaines choses en plaçant des sondes en orbite.

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Re: [News] Des acides aminés pourraient être présents à la surface de Titan

Message par Raoul44bis » 19/03/2011 - 11:56:41

Tout dépend de la sorte de sonde que l'on veut laisser sur Titan. Par exemple beaucoup de personne pense de plus en plus a laisser des ballons (montgolfière) qui pourraient lâcher des sondes, être a température et pression plus clémente (le ballon) et retransmettre les données a un satellite en orbite au tour de Titan afin de nous les transmettre sur terre... Il y a une serie d'émission vraiment passionnante : "A traveller's guide to planet" faites par National Geographic Channel, que je conseil a tous, en anglais, certes, mais vraiment bien faites.

Ils pensent au ballon pour Titan et pour Venus. Chose moins aisé a faire sur Mars du faite de la pression atmosphérique trop faible. Je pense que pour chaque type de corps de notre systeme solaire, il faut développer une technique nouvelle...

Mais je suis sur que l'on retournera sur ce satellite si passionnant !


PS : je n'ose pas mettre de lien sur le site de la NGC. Puis je ?
L'espace a forcément de jolies courbes ! ^^

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Re: [News] Des acides aminés pourraient être présents à la surface de Titan

Message par buck » 19/03/2011 - 16:37:11

envoie le lien ;) (a priori tant que ce n'est pas une pub vers site marchand et ou vers des trucs non legaux ca ne doit pas poser de soucis majeur)
"Le soleil, avec toutes ces planetes qui gravitent sous sa gouverne, prend encore le temps de murir une grappe de raisin, comme s'il n'y avait rien de plus important. " Galilee

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Re: [News] Des acides aminés pourraient être présents à la surface de Titan

Message par Raoul44bis » 20/03/2011 - 11:13:26

Voila le lien de l'émission dont je parle ! ^^

Et je me suis trompé de nom d'émission... :fada:

http://science.discovery.com/videos/exodus-earth/

C'est Exodus Earth des émission comme seul les Anglo-Saxons savent faire, en fait, a chaque émission le présentateur choisi un objet spatial a rejoindre, pouvoir ou non s'y poser, et comment survivre sur place avec ce qui vous entoure... Très ingénieux... Vraiment sympa, je pense que la véracité des propos est bonne... Mais je n'ai pas le niveau pour juger de tout. :p

De toute facon tres bien realisé.
L'espace a forcément de jolies courbes ! ^^

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Re: [News] Des acides aminés pourraient être présents à la surface de Titan

Message par Raoul44bis » 20/03/2011 - 12:35:26

Dans la première émission, le but est de rejoindre Titan, et je vous conseil dans mon lien la vidéo Titan'sCore : http://science.discovery.com/videos/exodus-earth/ Voila, on peut trouver les emissions en p2p mais pas a la vente... D'ou mon aversion pour Hadopi... :/ Bref...
L'espace a forcément de jolies courbes ! ^^

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