Formation d'acides aminés et d'acides carboxyliques dans des atmosphères planétaires faiblement réductrices par les particules énergétiques solaires du jeune soleil

La vie a très probablement commencé pendant l'Hadean Eon; cependant, les conditions environnementales qui ont contribué à la complexité de sa chimie sont mal connues.

Une meilleure compréhension des diverses conditions environnementales, notamment globales (héliosphériques) et locales (atmosphériques, de surface et océaniques), ainsi que des conditions dynamiques internes de la Terre primitive, est nécessaire pour comprendre le début de l'abiogenèse. Ici, nous examinons les contributions des rayons cosmiques galactiques (GCR) et des particules énergétiques solaires (SEP) associées aux super éruptions du jeune Soleil à la formation d'acides aminés et d'acides carboxyliques dans des mélanges de gaz faiblement réduits représentant l'atmosphère terrestre primitive. Nous comparons également les produits avec ceux introduits par les éclairs et la lumière solaire ultraviolette (UV).

Dans une série d'expériences en laboratoire, nous avons détecté et caractérisé la formation d'acides aminés et d'acides carboxyliques par irradiation aux protons d'un mélange de dioxyde de carbone, de méthane, d'azote et d'eau dans divers rapports de mélange. Ces expériences montrent la détection d'acides aminés après hydrolyse acide lorsque 0,5% (v/v) de méthane initial a été introduit dans le mélange gazeux. Dans l'ensemble d'expériences avec des décharges d'étincelles (simulation d'éclairs) réalisées pour le même mélange gazeux, nous avons constaté qu'au moins 15 % de méthane étaient nécessaires pour détecter la formation d'acides aminés, et aucun acide aminé n'a été détecté dans les expériences via irradiation UV, même lorsque 50 % de méthane était utilisé. Des acides carboxyliques ont été formés dans des mélanges gazeux non réducteurs (0% de méthane) par irradiation de protons et décharges d'étincelles.

Par conséquent, nous suggérons que les événements GCR et SEP du jeune Soleil représentent les sources d'énergie les plus efficaces pour la formation prébiotique de composés organiques biologiquement importants à partir d'atmosphères faiblement réductrices. Étant donné que le flux d'énergie de la météo spatiale, qui a généré de fréquents SEP du jeune Soleil au cours des 600 premiers millions d'années après la naissance du système solaire, devait être beaucoup plus important que celui des GCR, nous concluons que les protons énergétiques entraînés par les SEP sont les sources d'énergie les plus prometteuses pour la production prébiotique de composés bioorganiques dans l'atmosphère de la Terre Hadéenne.

Kensei Kobayashi, Jun-ichi Ise, Ryohei Aoki, Miei Kinoshita, Koki Naito, Takumi Udo, Bhagawati Kunwar, Jun-ichi Takahashi, Hiromi Shibata, Hajime Mita, Hitoshi Fukuda, Yoshiyuki Oguri, Kimitaka Kawamura, Yoko Kebukawa et Vladimir S. AirapetianLife 2023, 13(5), 1103 ; DOI : 10.3390/life13051103https://www.mdpi.com/2075-1729/13/5/1103 (accès libre)Astrobiologie, Astrochimie

Co-fondateur de SpaceRef, membre du Explorers Club, ex-NASA, équipes extérieures, journaliste, espace et astrobiologie, grimpeur décédé.