Résumé :
Deux dernières études publiées dans la revue universitaire internationale Science Advances soulignent que la lune glacée de Saturne, Encelade, montre une perspective plus optimiste dans la recherche de la vie extraterrestre qu'on ne le pensait auparavant. La recherche a révélé que le processus de formation des jets de glace du satellite s'apparente à un système naturel de préparation d'échantillons, capable de séparer et de concentrer efficacement les composants océaniques, réduisant ainsi considérablement la difficulté de détection des biomarqueurs. Dans le même temps, des expériences de simulation en laboratoire ont confirmé avec succès que les micro-organismes producteurs de méthane présents dans les profondeurs marines de la Terre peuvent survivre et se métaboliser dans des environnements alcalins extrêmes simulés et dans les conditions restrictives d'Encelade.
Encelade cache un océan liquide mondial sous sa surface gelée et pulvérise des panaches de vapeur d'eau sur des centaines de kilomètres dans l'espace à travers le rift antarctique, permettant aux vaisseaux spatiaux de capturer directement des échantillons océaniques sans percer des kilomètres de glace solide. Les précédentes missions Cassini ont traversé le panache à plusieurs reprises, détectant des sels, des molécules organiques et des preuves d'activité hydrothermale sur le fond marin.
Dans la première étude menée par Frank Postberg, planétologue à la Freie Universität Berlin, une équipe internationale a combiné les données d'observation de Cassini, la physique expérimentale et des modèles théoriques pour restaurer les changements physiques et chimiques des particules de glace du panache avant leur décollage. L'étude a révélé que lorsque les minuscules gouttelettes d'eau produites par l'éclatement des bulles à la surface de l'océan s'élèvent avec la vapeur d'eau dans les crevasses de la glace, elles ne gèlent pas dans leur ensemble instantanément. Au cours du processus de congélation progressive, diverses substances initialement dissoutes dans l'eau de mer seront physiquement séparées et enrichies, et différents sels (tels que le chlorure de sodium et le carbonate de sodium) et composants organiques seront inégalement répartis dans différentes zones des gouttelettes d'eau. Ces gouttelettes d'eau accélèrent jusqu'à des milliers de kilomètres par heure dans les fissures, entrent en collision avec la paroi de glace et se brisent en particules de plusieurs microns, ce qui fait que certaines particules de glace transportent des composants spécifiques bien supérieurs à la concentration de l'eau de mer d'origine.
Des chercheurs scientifiques ont souligné que ce mécanisme naturel de concentration est d'une grande importance pour la recherche de traces de vie. Si des débris cellulaires ou du matériel microbien sont présents dans l’eau de mer, les processus de congélation et de fragmentation par impact les sépareront également et les concentreront fortement en un très petit nombre de particules de glace. Cela signifie que les futurs détecteurs n’auront pas besoin d’analyser un échantillon moyen uniformément mélangé, mais seront capables d’identifier plus facilement les marqueurs biométriques clés en scannant directement les particules individuelles à l’aide de la technologie de détection existante. Des tests de simulation au sol pertinents antérieurs ont confirmé que les instruments analytiques aéroportés dédiés sont pleinement capables de détecter les substances microbiennes au niveau des cellules contenues dans de telles particules uniques.
Dans une autre étude expérimentale menée par l'Université de Munich (LMU), des scientifiques ont vérifié si l'environnement océanique d'Encelade soutient réellement les fonctions vitales. On pense que l'océan d'Encelade est caractérisé par une alcalinité extrêmement élevée (pH de 10 à 11), des niveaux d'oxygène extrêmement faibles et des concentrations extrêmement faibles de dioxyde de carbone dissous. Les chercheurs ont hautement restauré l'environnement chimique spécial de l'eau et le processus d'interaction eau-roche en laboratoire, et ont introduit une archée provenant des sources chaudes des profondeurs de la terre - Methanothermococcus okinawensis. Le micro-organisme n’a pas besoin de lumière solaire ni d’oxygène et dépend de l’hydrogène et du dioxyde de carbone libérés par la réaction eau-roche pour produire du méthane et obtenir de l’énergie.
Les résultats expérimentaux ont dépassé les attentes de l'équipe de recherche. Au début, le micro-organisme était incapable de se développer dans un milieu standard au pH extrêmement élevé et dépourvu de dioxyde de carbone. Cependant, dans une simulation complète de l'environnement géochimique d'Encelade (y compris un système de libération d'hydrogène par interaction eau-roche), la souche s'est adaptée avec succès à l'environnement extrêmement déficient en dioxyde de carbone, a maintenu son métabolisme et a continué à produire du méthane. L'expérience fournit la preuve directe que l'une des voies métaboliques les plus anciennes de la Terre est pleinement capable de fonctionner dans l'environnement alcalin extrême typique d'Encelade.
Les chercheurs ont conclu qu'Encelade possède non seulement de l'eau liquide, un apport d'énergie chimique provenant de l'interaction eau-roche et une matière organique abondante, mais qu'elle possède également des canaux naturels qui transportent en permanence des échantillons enrichis à haute concentration vers l'espace. Ces résultats fournissent des orientations techniques claires et un soutien théorique pour les futures missions de détection de la vie dans l’espace lointain sur Encelade.
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