La vie extraterrestre peut prospérer dans les cratères d'impact

Impact sur la Terre

Une nouvelle étude indique que les impacts peuvent être mortels au début, mais que leurs cratères peuvent plus tard fournir un habitat pour la vie. (Crédit image : Don Davis/CORBIS)

Un astéroïde ou une comète s'écrasant à la surface d'une planète peut être fatal pour les créatures vivantes, mais si l'impact n'est pas assez important pour décimer complètement les habitants d'une planète, alors le cratère peut finalement fournir un habitat pour la vie. C'est la conclusion d'une nouvelle étude rapportée au Congrès européen des sciences planétaires en septembre par Iain Gilmour de l'Open University au Royaume-Uni.



Si une zone riche en glace ou en eau est victime d'un impact, la combinaison de la chaleur et des eaux souterraines créera ce qu'on appelle un système hydrothermal. De plus, de nombreux composés organiques complexes, qui pourraient être des molécules précurseurs de la vie, sont créés à des températures élevées telles que celles générées par une collision. Cette combinaison pourrait créer les ingrédients nécessaires à la vie telle que nous la connaissons, faisant des habitats induits par les impacts un candidat potentiel pour la berceau de la vie sur Terre .

Pour qu'un habitat dans un cratère reste un « home sweet home », il doit y avoir un approvisionnement constant en eau et en nutriments. La durée de vie du système hydrothermal est également cruciale, car la chaleur de l'impact finira par s'estomper dans son environnement. [ 7 théories sur l'origine de la vie ]

Légende : Le cratère des Pingaluit au Canada est un cratère d

Légende : Le cratère des Pingaluit au Canada est un cratère d'impact géologiquement jeune avec un lac.(Crédit image : NASA)

Mesurer le temps de refroidissement d'un ancien cratère peut faire la lumière sur l'importance d'une telle demeure dans les origines de la vie, et également sonder comment un cratère peut fournir une niche habitable pour la vie microbienne sur d'autres planètes.

Cratère de Boltysh en Ukraine est la cible idéale pour une telle enquête, alors Gilmour et ses collègues ont enquêté sur l'échelle de temps de chauffage du cratère.

Le cratère de 24 kilomètres de large a été créé il y a environ 65 millions d'années et est antérieur au cratère de Chicxulub - le pistolet fumant de l'impact d'astéroïde qui a anéanti le dinosaures - de quelques milliers d'années. Peu de temps après l'impact qui a formé le cratère Boltysh, un lac s'est formé à l'intérieur, déposant des couches de sédiments au fil du temps.

En 2008, Gilmour et son équipe ont foré un trou de forage de 1 955 pieds (596 mètres) de profondeur pour échantillonner ces sédiments et ont découvert que les archives sédimentaires post-impact de ce cratère sont bien conservées, permettant aux scientifiques de reconstituer l'histoire thermique du cratère.

Prise de la température du cratère

Différentes techniques peuvent être utilisées pour persuader les sédiments révéler leur passé. L'une des méthodes utilisées par les scientifiques a utilisé des molécules appelées isomères, qui ont la même formule chimique mais des structures différentes.

Certains types d'isomères sont sensibles à la chaleur et le niveau d'isomères s'épuisera à un certain taux lorsqu'ils se trouvent à proximité d'une source de chaleur. Au fond de la carotte du cratère Boltysh, qui échantillonne les couches de sédiments déposées directement au-dessus du site d'impact, les niveaux de deux isomères différents chutent de manière significative. La dégradation thermique des isomères peut être mesurée expérimentalement, il est donc connu que la température du lac était comprise entre 167 et 482 degrés Fahrenheit (75 à 250 degrés Celsius) pendant un certain temps après l'impact.

Comme les isomères ne sont appauvris qu'à quelques mètres du cœur au-dessus du site d'impact, il est possible de limiter la durée de chauffage. Cependant, les isomères ne peuvent pas révéler la source de la chaleur, c'est pourquoi une autre technique expérimentale a été utilisée pour caractériser le chauffage post-impact.

Cette technique consistait à mesurer la composition de certains isotopes au sein des carbonates des sédiments. Les isotopes d'un même élément ont le même nombre de protons et d'électrons, mais des nombres de neutrons différents. Alors que différents isotopes peuvent subir les mêmes réactions chimiques, la vitesse des réactions sera plus rapide pour certains isotopes. Par exemple, l'évaporation épuisera les isotopes les plus lourds tout en enrichissant les plus légers, laissant différents niveaux d'isotopes.

L'évaporation d'un lac dépend fortement du temps qu'il faut à l'eau pour entrer et sortir du lac, et ce « temps de rinçage » est enregistré par les isotopes dans les sédiments du lac. Le temps de rinçage sera modifié par les eaux souterraines, chauffées par l'impact, bouillonnant à travers les fissures dans le lac. Les compositions isotopiques du cratère Boltysh peuvent ainsi être utilisées pour estimer le temps de chauffage en voyant combien de temps l'eau du lac a interagi avec les eaux souterraines hydrothermales.

Le cratère Boltysh en Ukraine a des sédiments bien conservés, permettant une estimation de l

Le cratère Boltysh en Ukraine a des sédiments bien conservés, permettant une estimation de l'échelle de temps de chauffage post-impact.(Image credit: Jolley et al. (2010))

Les sédiments contiennent également d'infimes traces de végétation, et les changements de la végétation au fil du temps peuvent être liés à des changements dans l'environnement. La flore au fond de la carotte révèle que la végétation s'était rétablie depuis quelques milliers d'années après l'impact de Boltysh, jusqu'à ce que l'impact Crétacé-Paléogène décime la végétation, ainsi que les dinosaures. [ Wipe Out : les extinctions les plus mystérieuses de l'histoire ]

Les sédiments enregistrent également des changements de carbone qui coïncident avec une période de réchauffement au cours des premières centaines de milliers d'années du début du Paléogène. Ces événements jouent le rôle de serre-livres, facilitant la datation des sédiments et donc l'échelle de temps de réchauffement du lac.

Les résultats montrent que le système hydrothermal de Boltysh a persisté quelque part entre 30 000 et 40 000 ans, et il semble que la présence du lac a considérablement prolongé le temps de chauffage.

Le cratère Haughton dans le nord du Canada, qui est de taille similaire à Boltysh, devrait avoir une échelle de temps comparable pour son système hydrothermal. Cependant, le cratère Haughton ne s'est rempli d'un lac que des millions d'années après l'impact, bien après le refroidissement du système hydrothermal, et par la suite son échelle de temps de chauffage n'était que de 5 000 ans.

La formation d'un lac et sa longévité pourrait être des facteurs clés pour qu'un cratère soit une maison pour la vie.

Les cratères comme habitats dans le système solaire

'L'échelle de temps de refroidissement, de 30 000 à 40 000 ans, n'est pas si longue si l'on considère qu'une fois qu'il fait froid, elle peut ne pas rester un habitat viable', a déclaré Gilmour. 'La question devient alors une question de flux de cratères sur les premières planètes et de savoir si ce flux est suffisant pour créer des habitats interconnectés, mais pas assez pour potentiellement anéantir la vie.'

Une coupe transversale du cratère Tswaing en Afrique du Sud montre comment les couches de sédiments qui se sont déposées au fil du temps peuvent être échantillonnées en forant un trou de forage.

Une coupe transversale du cratère Tswaing en Afrique du Sud montre comment les couches de sédiments qui se sont déposées au fil du temps peuvent être échantillonnées en forant un trou de forage.(Crédit image : Brandt, D., (1994), Brandt & Reimold (1999), Partridge & Reimold (1990))

Une telle échelle de temps de chauffage suggère que dans les cratères de taille moyenne, le chauffage n'a peut-être pas été suffisamment important pour détruire toute vie existante, de sorte que la vie microbienne aurait pu survivre.

De nombreux cratères sur Mars sont de taille similaire, il pourrait donc encore y avoir un enregistrement de matière organique si les sédiments qui portent cette information sont préservés. C'est en partie la raison pour laquelle le rover Curiosity de la NASA fouille actuellement dans le cratère Gale sur Mars à la recherche de tout signe d'un habitat passé.

Un cratère gravé dans le paysage d'une planète n'est pas seulement l'empreinte digitale du corps voyou du système solaire qui a causé la collision ; il fournit également des indices sur l'impact sur la vie après un tel événement. La connaissance de la durée de chauffage du cratère Boltysh est donc un pas en avant pour comprendre comment les collisions influencent la vie, à la fois sur Terre et sur d'autres planètes.

Cette histoire a été fournie par Revue d'Astrobiologie , une publication en ligne sponsorisée par la NASA programme d'astrobiologie .