Titan, la plus grande lune de Saturne, est un monde étrange et étranger. Couvert de rivières et de lacs de méthane liquide, de rochers glacés et de dunes de « sable » de suie, sa topographie a longtemps fasciné les scientifiques et a invité la spéculation sur la question de savoir si les formes de vie pourraient se cacher sous l'atmosphère épaisse et brumeuse de la lune.
Une équipe internationale de chercheurs co-dirigée par Antonin Affholder au U-Of A Department of Ecology and Evolutionary Biology et Peter Higgins au Département de terre et des sciences planétaires de l'Université de Harvard ont décidé de développer un scénario réaliste de ce que la vie peut ressembler à Titan.
« Dans notre étude, nous nous concentrons sur ce qui rend Titan unique par rapport aux autres lunes glacées: son abondant contenu organique », a déclaré Affolder, qui est associé de recherche postdoctorale.
En utilisant la modélisation bioénergétique, l'équipe a constaté que l'océan souterrain de Titan, estimé à environ 300 miles, pourrait soutenir les formes de vie qui consomment des matières organiques.
Publié dans Le Planetary Science Journal, Leur étude conclut que si Titan pourrait éventuellement héberger une durée de vie microscopique, elle ne pourrait probablement soutenir que quelques livres de biomasse dans l'ensemble.
Souvent décrit comme «en forme de terre à la surface, Ocean World à l'intérieur», Titan est la cible de l'exploration future via la mission de libellule de la NASA. Bien que beaucoup ait été spéculé sur les scénarios possibles qui pourraient donner naissance à des organismes vivants sur Titan en fonction de la chimie organique abondante de la Lune, les estimations précédentes ont souffert de ce que Affolder considère comme une approche trop simpliste.
« Il y a eu le sentiment que parce que Titan a des produits biologiques si abondants, il n'y a pas de pénurie de sources alimentaires qui pourraient soutenir la vie », a déclaré Affolder. « Nous soulignons que toutes ces molécules organiques ne peuvent pas constituer des sources alimentaires, l'océan est vraiment grand, et il y a un échange limité entre l'océan et la surface, où tous ces produits biologiques se trouvent, nous défendons donc une approche plus nuancée. »
Au cœur de la recherche se trouve une approche « de retour à la base » qui a tenté de proposer un scénario plausible pour la vie sur Titan qui a assumé l'une des processus métaboliques biologiques les plus simples et les plus remarquables: la fermentation.
Connu pour son utilisation dans la maîtrise du pain au levain, le brassage de la bière et – sans souhaits – son rôle dans la gâchis des restes oubliés, la fermentation ne nécessite que des molécules organiques, mais pas de « oxydant » comme l'oxygène, une exigence cruciale pour d'autres processus métaboliques, tels que la respiration.
« La fermentation a probablement évolué au début de l'histoire de la vie de la Terre, et ne nous oblige pas à ouvrir une porte à des mécanismes inconnus ou spéculatifs qui peuvent ou non se produire sur Titan », a déclaré Affocteur, ajoutant que la vie sur Terre aurait pu être émergé d'abord comme se nourrissant de molécules organiques laissées de la formation de la Terre.
« Nous avons demandé, des microbes similaires pourraient exister sur Titan? » A déclaré le titulaire d'affectation. « Dans l'affirmative, quel potentiel l'océan souterrain de Titan a-t-il pour une biosphère se nourrissant de l'inventaire apparemment vaste des molécules organiques abiotiques synthétisées dans l'atmosphère de Titan, s'accumulant à sa surface et présente dans le noyau? »
Les chercheurs se sont spécifiquement concentrés sur une molécule organique, la glycine, la plus simple de tous les acides aminés connus.
« Nous savons que la glycine était relativement abondante dans toute sorte de matière primordiale dans le système solaire », a déclaré Affolder. « Lorsque vous regardez les astéroïdes, les comètes, les nuages de particules et de gaz à partir desquels les étoiles et les planètes comme notre système solaire se forment, nous trouvons la glycine ou ses précurseurs dans à peu près tous ces endroits. »
Cependant, les simulations informatiques ont révélé que seule une petite fraction du matériel organique de Titan peut convenir à la consommation microbienne. Les microbes consommant de la glycine dans l'océan de Titan dépendraient d'un approvisionnement régulier de l'acide aminé de la surface, à travers la coquille glacée épaisse.
Des travaux antérieurs de la même équipe avaient montré que les météorites ayant un impact sur la glace pouvaient laisser des «bassins de fonte» d'eau liquide, qui coulent ensuite à travers la glace et offrir des matériaux de surface à l'océan.
« Notre nouvelle étude montre que cet approvisionnement ne peut être suffisant que pour maintenir une très petite population de microbes pesant un total de quelques kilogrammes au plus – équivalent à la masse d'un petit chien », a déclaré Affolder. « Une si petite biosphère en moyenne moins d'une cellule par litre d'eau sur l'ensemble de l'océan de Titan. »
Pour une future mission à Titan, les chances de trouver la vie – si elle est en effet là – pourrait être comme chercher une aiguille dans une botte de foin, à moins que le potentiel de vie de Titan ne soit trouvé ailleurs que dans son contenu organique de surface, suggère l'équipe.
« Nous concluons que l'inventaire organique unique de Titan n'est peut-être pas disponible pour jouer le rôle dans l'habitabilité de la Lune dans la mesure où on pourrait penser intuitivement », a déclaré Affolder.
