Des roches spatiales aux blocs de vie : les météorites sont probablement une source d’azote pour la Terre primitive

L’équipe de Kyoto-Hawaï révèle les résultats d’une étude à partir d’échantillons de Ryugu.

Les micrométéorites provenant des corps célestes glacés du système solaire externe pourraient être responsables du transport de l’azote vers la région proche de la Terre au début de notre système solaire. Cette découverte a été publiée récemment dans Astronomie naturelle par une équipe internationale de chercheurs, comprenant des scientifiques de l’Université d’Hawaï à Manoa, dirigée par l’Université de Kyoto.

Les composés azotés, tels que les sels d’ammonium, sont abondants dans les matières nées dans les régions éloignées du soleil, mais les preuves de leur transport vers la région orbitale de la Terre étaient mal comprises.

Les composés azotés comme éléments constitutifs de la vie

« Nos découvertes récentes suggèrent la possibilité qu’une plus grande quantité de composés azotés que celle précédemment reconnue ait été transportée près de la Terre, servant potentiellement de base à la vie sur notre planète », explique Hope Ishii, co-auteur de l’étude et professeur affilié à l’Hawai’i. Institut de géophysique et de planétologie de l’École des sciences et technologies de l’océan et de la terre de l’UH Manoa (SOEST).

(A) Particules de magnétite trouvées dans des échantillons de l’astéroïde Ryugu. Les grains de magnétite ont une forme ronde car ils ont poussé dans l’eau circulant dans l’astéroïde. La surface de la magnétite est très poreuse et cette caractéristique n’est visible que sur les surfaces exposées à un environnement spatial difficile.
(B) Une image en coupe transversale de la magnétite ronde. La distribution des éléments est représentée par une image composite RVB de l’oxygène (rouge), du fer (vert) et du silicium (bleu) à gauche et celle du soufre (rouge), de l’azote (vert) et du magnésium (bleu) à droite. . Une couche riche en fer et en azote est observée en surface (représentée en vert). Le nitrure de fer recouvre une épaisseur de quelques dizaines de nanomètres à la surface même de la magnétite.
Crédit : KyotoU/Toru Matsumoto

Analyse de l’astéroïde Ryugu

Comme tous les astéroïdes, Ryugu est un petit objet rocheux qui orbite autour du soleil. Le vaisseau spatial Hayabusa2 de l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale a exploré Ryugu et ramené des matériaux de sa surface sur Terre en 2020. Cet astéroïde intrigant est riche en carbone et a subi une altération spatiale importante causée par des collisions de micrométéorites et une exposition aux ions chargés provenant du soleil.

Dans cette étude, les scientifiques visaient à découvrir des indices sur les matériaux arrivant près de l’orbite terrestre, où se trouve actuellement Ryugu, en examinant les preuves de l’altération spatiale dans les échantillons de Ryugu. À l’aide d’un microscope électronique, ils ont découvert que la surface des échantillons de Ryugu était recouverte de minuscules minéraux composés de fer et d’azote (nitrure de fer : Fe₄N).

Micrométéorites et formation de nitrure de fer

« Nous avons proposé que de minuscules météorites, appelées micrométéorites, contenant des composés d’ammoniac aient été émises par des corps célestes glacés et soient entrées en collision avec Ryugu », a déclaré Toru Matsumoto, auteur principal de l’étude et professeur adjoint à l’Université de Kyoto. « Les collisions de micrométéorites déclenchent des réactions chimiques sur la magnétite et conduisent à la formation de nitrure de fer. »

Le nitrure de fer a été observé à la surface de la magnétite, constituée d’atomes de fer et d’oxygène. Lorsque la magnétite est exposée à l’environnement spatial, des atomes d’oxygène sont perdus de la surface par l’irradiation des ions hydrogène du soleil (vent solaire) et par chauffage dû à l’impact des micrométéorites. Ces processus forment du fer métallique à la surface même de la magnétite, qui réagit facilement avec l’ammoniac, créant des conditions idéales pour la synthèse du nitrure de fer.