Plateforme Pédagogique

Étudier divers aspects du rôle des impacts météoritiques sur l'origine de la Vie

Les astéroïdes, issus de solides et de matières organiques primitives du disque protosolaire, sont considérés comme les vestiges de la formation des planètes telluriques comme la Terre. Sur notre planète, des fragments d'astéroïdes que l'on nomme météorites nous parviennent, et nous pouvons alors les analyser finement. Ce projet s’intéresse à une classe particulière de météorites, celles riches en matière organique : les chondrites carbonées. 
Ces chondrites carbonées montrent, à travers leur minéralogie, des traces d’un processus ayant eu lieu sur leur astéroïde parent il y a plus de 4 milliards d’années, connu sous le nom d’altération aqueuse. Pendant cette altération, la matière organique a évolué tout comme la phase minérale. Le projet se porte particulièrement sur l’altération simultanée des deux phases (organique et minérale), cherchant à comprendre comment elle a pu influencer la composition actuelle des chondrites carbonées.

Ce projet proposé entre les laboratoires PIIM, CEREGE et LCE de l'Université d'Aix-Marseille d'intéresse à retracer l'origine de notre système solaire par l'analyse d'échantillons extraterrestres que sont les météorites, et par le développement d'expériences en laboratoire pour simuler les voies de formation de ces objets.

Comprendre l'émergence de la vie est l'une des questions les plus passionnantes et les plus complexes de la science. La plupart des recherches se concentrent soit sur la formation des molécules organiques, soit sur les mécanismes qui fournissent l'énergie nécessaire à l'apparition de la vie. Notre projet adopte une approche interdisciplinaire unique en combinant ces deux perspectives. Nous proposons que les minéraux présents dans les cheminées hydrothermales alcalines (CHA) pourraient avoir créé les molécules organiques essentielles à la vie en utilisant un mécanisme de production d'énergie commun aux organismes vivants, connu sous le nom de chimiosmose, qui génère l'énergie libre nécessaire.

Au BIP, en collaboration avec le PIIM, nous avons développé des membranes minérales qui imitent les conditions chimiques des CHA afin d'étudier à la fois la formation des molécules organiques et le processus de chimiosmose. Au cours du stage, les étudiants travailleront à l'interface de la minéralogie et de la chimie, en utilisant des outils issus de la biologie et de la physique pour explorer ces processus fascinants.

Certaines lunes de Jupiter et Saturne recèlent des océans d’eau liquide sous leur surface. L’institut Origines étudie la possibilité que ces océans puissent héberger des formes de vie, et qu’elles puissent être détectées depuis les sondes spatiales. Ces études incluent la culture de micro-organismes extrémophiles en conditions représentant ces océans, l’analyse de signatures chimiques de ces organismes, la modélisation de l’évolution des volatils dans l’océan, et l’expérimentation en laboratoire sur l’évolution des signatures à la surface des lunes de glace (sous irradiation). Ce travail se fait en lien avec les missions spatiales à destination de lunes de glaces du système solaire (JUICE de l’Agence spatiale Européenne, Europa Clipper de la NASA).

Lors de l'impact ou de l'explosion atmosphérique de petits astéroïdes sur Terre, il arrive qu'une partie de la surface terrestre soit vitrifiée voire éjectée à plusieurs centaines de kilomètres de l'impact (on parle alors de tectites). L'étude de ces verres d'impact nous renseigne sur les conditions physico-chimiques lors de l'impact, mais également sur la fréquence de ces évènements catastrophiques passés qui n'ont parfois pas laissé d'autres traces comme des cratères d'impact. 
Le sujet proposé vise à étudier divers échantillons de verres naturels, afin de déterminer les critères permettant de reconnaitre les verres d’impact et d’en déterminer leurs mécanismes de formation. Les techniques utilisées seront les microscopies optique et électronique, les micro-analyses chimiques, les spectromètries IR et Raman, etc.
Les laboratoires impliqués incluent le CEREGE, le PIIM et le CINaM (liste par forcément exhaustive). 

Ce sujet proposera au moins un stage de M2 en 2025, mais peut également être ouvert à des projets de L2 ou de L3 dès 2024-2025.

Titan, le plus grand satellite de Saturne, est le seul satellite du système solaire à posséder une atmosphère dense (1,5 bar) composée principalement d'azote et de quelques pourcents de méthane. Soumise à diverses sources d'irradiation, cette atmosphère constitue un milieu très réactif évoluant par croissance moléculaire et par production permanente d'aérosols. Parmi les molécules formées, les hydrocarbures (C6H6, C4H2...) et les nitriles (C2H3CN, HCN...) sont connus pour se condenser dans la basse stratosphère et conduire à la formation de particules glacées. Durant leur séjour au niveau de la basse atmosphère (stratosphère et troposphère), ces particules sont alors soumises aux rayonnements de longueurs d'onde supérieures à 230 nm et peuvent ainsi évoluer chimiquement.
L'objectif de ce projet est d'étudier le vieillissement des glaces formées dans la basse stratosphère de Titan pures ou adsorbées à la surface des analogues d’aérosols de la haute atmosphère de Titan.

Le projet portera sur l’échantillonnage microbiologique, physique et chimique de
l’atmosphère pour aborder les mécanismes de dissémination de la vie par les voies aériennes.
Objectifs :

• Faire un état des lieux des méthodes de collecte disponibles par domaine
• Budgétiser les différentes méthodes
• Identifier la/les stratégie(s) de collecte la/les plus adaptée(s) au projet
• Identifier et contacter les laboratoires partenaires
• Obtenir un financement
• Résoudre les verrous techniques
• Mener la collecte
• Analyser (ou faire analyser) les données

Au moins une partie des analyses des échantillons pourra être menée au sein du plateau
technique de l’institut qui agrège un grand nombre d’instruments expérimentaux et un savoir-
faire technique et technologique.