Mai 2005

La chimie organique de la haute atmosphère de Titan

Lors de son passage au plus près de Titan, la lune de Saturne, le 16 avril, la sonde Cassini a révélé que la couche externe de son atmosphère, épaisse, brumeuse, regorgeait d’hydrocarbures complexes. L’atmosphère de Titan pourrait, selon les scientifiques, constituer un laboratoire pour l’étude de la chimie organique ayant précédé la vie. Le rôle de l’atmosphère supérieure en tant que fabrique organique d’hydrocarbures intrigue les scientifiques, plus spécialement en raison du grand nombre d’hydrocarbures différents détectés par Cassini durant le survol.

Le spectromètre de masse ion/neutre de Cassini détecte les particules chargées et neutres de l’atmosphère. Il fournit aux scientifiques des informations précieuses permettant d’inférer la structure, la dynamique et l’histoire de l’atmosphère de Titan. Il a permis de détecter des mixtures complexes d’hydrocarbures et de composés carbone-azote. Des hydrocarbures contenant jusqu’à sept atomes de carbone ont pu être observés.

L’atmosphère de Titan est composée en premier lieu d’azote, puis de méthane, le plus simple des hydrocarbures. L’azote et le méthane formeraient des hydrocarbures complexes dans un processus induit par la lumière du Soleil ou les particules énergétiques de la magnétosphère de Saturne. Il est cependant surprenant de trouver une pléthore de molécules d’hydrocarbures complexes dans les parties supérieures de l’atmosphère. En effet, Titan est très froid, et il est plutôt attendu que les hydrocarbures complexes se condensent et tombent en précipitations en direction de la surface.

Les chercheurs commencent à apprécier le rôle de l’atmosphère supérieure dans le cycle de carbone complexe de Titan, indique le Dr Hunter Waite, professeur à l’Université du Michigan (Ann Arbor, Etats-Unis), et principal chercheur affecté à l’étude des données du spectromètre de masse ion/neutre de Cassini. La biologie sur Terre est la source première d’information concernant le sujet de la production organique. Mais la question clé est celle de la source ultime des molécules organiques dans le système solaire, déclare Waite.

Les nuages interstellaires produisent des quantités abondantes de molécules organiques, que l’on retrouve dans les comètes. Ce matériau pourrait avoir été la source des premiers composés organiques sur Terre, à partir desquels la vie se serait formée. Les atmosphères des planètes du système solaire externe et de leurs satellites contiennent du méthane et de l’azote moléculaire et sont dépourvues d’oxygène. Dans cet environnement non oxydant, sous l’action de la lumière ultraviolette, en provenance du Soleil ou du rayonnement de particules énergétiques (en provenance de la magnétosphère de Saturne dans le cas présent), ces atmosphères peuvent elles aussi produire des grandes quantités de molécules organiques. Titan en est le premier exemple à l’intérieur du système solaire. Le même processus de formation d’hydrocarbures complexes a pu être celui de la Terre primitive.


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