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Mise à jour 16 Janvier 2019

CONFÉRENCE MENSUELLE DE LA SAF
 « L’EXOBIOLOGIE : OÙ ET COMMENT CHERCHER LA VIE
DANS LE SYSTÈME SOLAIRE ? »

Par le Dr Caroline FREISSINET

Astrobiologiste au LATMOS

À TelecomParisTech 46 rue Barrault Paris 13.

Le Vendredi 11 Janvier 2019 à 19H00  Amphi Thévenin

 

Photos : JPM pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)

Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur.  Voir les crédits des autres photos et des animations.

La conférencière a eu la gentillesse de nous donner sa présentation, elle est disponible sur ma liaison ftp et se nomme : SAF-Exobio-janv2019-Freissinet.pdf qui se trouve dans le dossier CONF-MENSUELLES-SAF/ saison 2018-2019.

 

Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me contacter avant.

 

Cette conférence a été filmée en vidéo (grâce à UNICNAM et IDF TV, merci à Laurent Dongé) et est accessible sur Internet

On la trouve à cette adresse   disponible dans qq jours

 

 

Une image contenant intérieur, table

Description générée automatiquement

 

 

Une image contenant personne, extérieur, femme, bâtiment

Description générée automatiquement« J’aimerais, grâce à mon parcours de biologiste, amener plus de biologie en astrochimie et conceptualiser plus de projets pour trouver des traces de vie per se, et pas seulement des traces de molécules ou biomarqueurs»

C’est ainsi que Caroline Freissinet se présente sur sa page présentant son cursus.

 

Biologie à l’ENS Lyon, puis Paris XI Orsay Master 2 en biologie de l’évolution.

Stage de 10 mois en Nouvelle Zélande, puis thèse de doctorat à Centrale consacrée à Exomars 2020. Postdoc de 6 ans au GSFC dans le Maryland, une référence ; avant d’entrer au LATMOS (Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales) à St Quentin en Yvelines.

 

Bref sans être trop familier : une grosse tête !!!

 

 

 

 

 

Chercher la vie, c’est d’abord comprendre la vie sur Terre.

 

On voit sur ce dessin les différentes étapes qui ont mené à l’apparition de la vie.

L’échelle géologique des différents évènements y est représentée.

 

Et il semble bien qu’un évènement ait eu une importance capitale : le grand bombardement tardif (LHB pour Late Heavy Bombardment en anglais).

Il s'est passé un événement cataclysmique vers les 3,9 Milliards d’années (3,9 Ga), qui a effacé toutes traces des anciennes roches (la Lune date comme la Terre de 4,5 Ga).

 

Une image contenant texte, carte

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Qu'est ce qui a pu causer une telle débauche de bombardement météoritique au moins dans cette partie du système solaire interne ?

 

Il y a eu un pic de bombardement de matière que l'on voit très bien sur cette courbe. Ce pic se situe vers les 3,9Ga

 

C'est un événement global qui a duré de 50 à 150 millions d'années. Le taux de bombardement cosmique (un impact d'un corps de 1km tous les 20 ans pour la Terre) devait être près de 20.000 fois plus important que le taux actuel.

 

Avant ce bombardement le système solaire était DIFFÉRENT.

 

 

 

 

Ceci n'est possible que si un changement dans la structure orbitale des planètes géantes s'est produit ; un réservoir de petits corps (restes de la formation du Système solaire) est devenu alors instable.

C’est le fameux modèle de Nice mis au point par A Morbidelli et ses collègues de l’OCA.

 

L’exobiologie c’est l’étude des origines, de la distribution et de l’évolution des structures moléculaires et des processus liés à l’apparition de la vie.

 

Comment passe-t-on des molécules simples aux molécules prébiotiques et enfin aux molécules biologiques complexes.

 

 

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Comment peut-on rechercher les traces de vie, les biosignatures ?

 

Ensuite, comprendre le phénomène d’habitabilité, quelles sont les conditions nécessaires à la vie ?

 

Étudier le contexte du lieu, préservation géologique des traces d’une vie passée.

 

 

 

 

 

LE CAS DE LA PLANÈTE MARS.

 

 

 

Mars est très oxydante, c’est ce qui a faussé les interprétations des sondes Viking des années 1976.

 

Curiosity a pris la suite pour étudier les traces d’eau et l’habitabilité.

C’était un gros rovers (900kg) avec près de 10% de sa masse en instruments scientifiques (notamment français SAM et ChemCam). Il s’est posé dans le cratère Gale datant de 3,5 milliards d’années (Ga) approx, datation isotopique.

 

Il a parcouru 20 km depuis son arrivée en Aout 2012.

 

 

 

 

 

 

 

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Évolution comparée de Mars (en haut) et de la Terre.

 

 

L’instrument SAM (Sample Analysis at Mars) a procédé à de nombreuses analyses de forages martiens effectués par Curiosity.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Et notamment au site appelé Cumberland.

 

On s’aperçoit que pour la plupart des forages, la poudre est grise, c’est-à-dire non oxydée, c’est bon signe, l’oxydation n’a pas atteint la sub surface.

 

On est sur un terrain d’argiles, on sait que ce sont les meilleurs pour la préservation des organiques.

 

On a détecté les premières molécules organiques martiennes contenant aussi du Cl et S dans ce site.

 

 

On peut voir sur cette image le genre de spectre obtenu grâce à SAM.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Une image contenant texte, carte

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Mais le signal que l’on obtient réellement n’est pas aussi beau comme nous le montre Caroline Freissinet avec cette slide.

 

 

Ce sont les données brutes avec lesquelles il va falloir travailler.

 

Les dernières mesures indiquent que Gale Crater était dans le passé un lac d’eau douce et que cette région de Mars était habitable (vers 3,8 Ga).

 

 

 

 

 

 

Une image contenant capture d’écran

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Où est Curiosity ? On le voit sur cette photo NASA.

 

Où est Curiosity par rapport à son parcours vers le sommet du Mont Sharp.

On le voit sur le graphique ci-joint.

En hauteur il a parcouru (à ce jour fin 2018) approx 370 m, il a encore du chemin à faire !

 

Il en est à la zone d’hématite avant d’attaquer les argiles.

Comme on le voit sur ce panorama.

 

 

 

 

 

Mais comme le signale Carole Freissinet, l’analyse sur le terrain est une partie essentielle de son activité comme on le voit sur cette photo lors d’une expédition au Spitzberg pour collecte d’échantillons « martiens ».

 

On cherche justement sur Terre des analogues martiens.

On en trouve dans :

·         Les météorites de type Murchison et

·         Dans le désert d’Atacama ou

·         À Hawaï dans certains terrains particulièrement arides (JSC Mars 1 regolith) ou

·         Dans le Spitzberg (Svalbard)

 

 

 

 

LE CAS DE LA PLANÈTE JUPITER.

 

Planète géante possédant plus de 60 lunes.

 

Certaines d’entre elles sont particulièrement intéressantes.

 

Europe, notamment !

 

La surface de ce satellite de Jupiter est jeune (absence de cratères) donc en perpétuelle évolution. -220°C!

Ressemble à des icebergs ou à une banquise. Crevasses causées par les forces de marée

Émission de geysers au-dessus d’une grande faille (zone chaude), l’océan se répand en surface.

Couche de glace de quelques dizaines de km située à 3 km de profondeur

 

Une image contenant intérieur, table, assis

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On a détecté un léger champ magnétique signifiant probablement un océan interne salé de plusieurs centaines de km d’épaisseur (plus d’eau que les océans terrestres !)

La bulle bleue représente la proportion d’eau par rapport à Europe et la Terre !

 

Source de chaleur interne : force de marée : cheminées hydrothermales ?

 

Récemment : découverte de molécules organiques simples à sa surface

Y aurait-il des niches « habitables » là où l’eau chaude remonte ? En tous cas, certainement une chimie très complexe.

 

 

 

 

 

Plusieurs missions vers Europe sont prévues : Europa Clipper (NASA) et Juice (ESA)

 

La mission Europa Clipper de la NASA s’intéresserait particulièrement à l’étude de la surface d’Europe et de son océan.

 

Le LATMOS devrait y participer.

 

 

LE CAS DE LA PLANÈTE SATURNE.

 

Saturne est aussi une planète géante possédant au moins une soixantaine de satellites.

 

Parmi ceux-ci deux sont intéressants : Encelade et Titan.

Concernant Encelade :

 

C’est la sonde Cassini qui a mis au jour un phénomène extraordinaire à propos de ce satellite de Saturne (500km) :

 

Une image contenant intérieur

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Son pôle Sud possède des rayures (griffures du Tigre!) qui émettent des geysers d’eau salée contenant aussi des organiques et de la Silice.

Ces zones sont aussi beaucoup plus chaudes (-80°C) qu’aux alentours (-120°C), pourquoi?

Il y aurait une énergie interne due aux forces de marée (friction) qui favoriserait l’eau liquide et expulserait des geysers par un phénomène similaire à ce que l’on observe sur Terre.

 

La cause de cette chaleur interne :

Les forces de marée qui déforment les satellites trop proches comme un ballon de rugby.

Cela provoque un échauffement interne : transformation de l’énergie mécanique en chaleur !

Y aurait-il aussi des cheminées hydrothermales ? On le pense.

 

Cet océan d’eau salée, riche en H, semble potentiellement habitable.

La couche de glace aurait plusieurs km d’épaisseur.

 

 

 

 

 

 

 

Le cas Titan.

 

Titan est un corps rocheux glacé possédant une atmosphère d’Azote ainsi qu’une chimie organique complexe.

 

Titan possède aussi des lacs de méthane, des cryovolcans ; c’est un monde similaire à la Terre, où le méthane remplace l’eau et la glace les roches.

 

Titan contiendrait une couche d’eau liquide entre deux couches de glace comme on le voit ici.

 

Il existe un projet de la NASA (non encore totalement financé) pour explorer Titan : Dragonfly (Libellule en français)

 

C’est un projet révolutionnaire mené par le Dr Elizabeth Turtle du JHUAPL.

Signalons que Caroline Freissinet fait partie de l’équipe.

 

Une image contenant extérieur, ciel, terrain, nature

Description générée automatiquementComme Titan possède une atmosphère épaisse (1,5 bar, un peu plus que sur Terre) et une gravité plus faible (1/7), c’est l’idéal pour un corps plus lourd que l’air genre drone ou hélicoptère.

 

C’est une sorte de drone qui peut voler de site en site.

On pense pouvoir explorer ainsi une zone de plusieurs centaines de km de Titan.

Son énergie électrique ne peut être fournie à cette distance là du Soleil que par un générateur isotopique.

 

Planning prévisionnel : lancement 2025, arrivée Titan 2034, durée nominale mission sur Titan : 2 ans.

 

Illustration : JHUAPL

 

 

 

 

 

Dragonfly sera équipé de nombreux instruments, comme :

·         DraMS (Dragonfly mass spectrometer) spectro de masse

·         GCMS (Gas Chromatography Mass Spectrometry) nature et origines des organiques

·         LDMS (Laser Desorption Mass Spectrometry) nature et origines des organiques

·         DraGNS (Dragonfly Gamma-Ray and Neutron Spectrometer) spectro gamma et neutrons

·         DraCO (Drill for Acquisition of Complex Organics) échantillonnage de la surface (forage)

 

 

 

 

CONCLUSION :

 

 

Une image contenant personne, intérieur, plancher

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54 ans d’exploration spatiale   Et ça continue !!

 

 

Nombreuses questions auxquelles notre conférencière a répondu.

 

 

On voit ici notre ami Xavier de la SAF en plein action, le micro lui avait été tendu par Jean Claude.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

Nos origines et la vie dans l’Univers : CR de la conf. SAF d’André Brahic du 12 juin 2013

 

Curiosity update, sols 2027-2092: Return to drilling at Duluth, sciencing the dust storm

 

Planetary Science Division Status Report par James Green NASA

 

Exploration de Mars par Curiosity

 

Hunting for Martians on Svalbard Expédition avec C Freissinet

 

Evaluation of the Tenax trap in the Sample Analysis at Mars instrument suite on the Curiosity rover as a potential hydrocarbon source for chlorinated organics detected in Gale Crater par Freissinet et al

 

Evolved gas analyses of sedimentary rocks and eolian sediment in Gale Crater, Mars: Results of the Curiosity rover's sample analysis at Mars instrument from Yellowknife Bay to the Namib Dune par Freissinet et al

 

Organic molecules in the Sheepbed Mudstone, Gale Crater, Mars par Freissinet et al

 

Dragonfly: A Rotorcraft Lander Concept for Scientific Exploration at Titan  fiche technique de la sonde.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Prochaine conférence mensuelle de la SAF à TeleComParistech : Vendredi 8 Février 2019  19H00

 

CONFÉRENCE de Jean Pierre MAILLARD

Astrophysicien IAP

SUR « PRINCIPES. & APPLICATIONS. DE LA SPECTROSCOPIE. DE FOURIER
EN ASTRONOMIE : DE SES ORIGINES À NOS JOURS
. »

 

Réservation à partir du 12 Janvier 2019

 

Entrée libre mais réservation obligatoire. (Vigipirate)

 

 

Bon ciel à tous

 

 

Jean Pierre Martin   Président de la commission de cosmologie de la SAF

www.planetastronomy.com

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