Suivre les composés organiques dans les (bio)carbonates – Une avancée dans la recherche de biosignatures
Une méthode analytique innovante développée par des chercheurs de l’IPGP, en collaboration avec le Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA, UMR 7583, Université Paris Cité / Université Paris-Est Créteil) et l’Institut des Sciences de la Terre de Paris (ISTeP, UMR 7193, Sorbonne Université), a récemment été appliquée à l’étude de (bio)carbonates afin de détecter et caractériser les composés organiques préservés dans les minéraux carbonatés — une étape essentielle dans la recherche de biosignatures de vie passée ou présente.
Les carbonates, qu’ils soient abiotiques ou influencés par des processus biologiques ou par la présence de matière organique (un processus connu sous le nom d’organominéralisation), peuvent piéger des molécules organiques lors de leur formation. Ces minéraux constituent ainsi de précieux enregistrements potentiels de l’activité biologique. Cependant, distinguer une origine biogénique d’une origine abiotique reste un défi, notamment lorsqu’il s’agit d’utiliser des instruments conçus pour les missions spatiales.
Dans cette étude, l’équipe a développé un protocole d’analyse thermique Rock-Eval modifié, inspiré des instruments embarqués sur des missions planétaires telles que le Mars Science Laboratory de la NASA (SAM) et ExoMars de l’ESA (MOMA). En combinant des cycles de chauffage successifs sous air et azote, cette approche permet de différencier les composés organiques présents à la surface des minéraux de ceux piégés dans leur réseau cristallin.
L’analyse de plus de soixante échantillons naturels et synthétiques de carbonates a révélé des profils distincts d’émission de CO, CO₂ et SO₂, caractéristiques de différents mécanismes de formation. Cette nouvelle méthode permet une identification rapide de biosignatures potentielles dans des conditions analytiques proches de celles des instruments planétaires in situ, contribuant ainsi aux futures explorations astrobiologiques de Mars, Encelade et Europe.
Images de microscopie électronique à balayage recolorisées montrant, en haut à gauche, un organocarbonate formé en présence d’acides aminés abiotiques ; en bas à gauche, un carbonate abiotique formé sans intervention du vivant et en absence de composés organiques ; et à droite, deux vues d’un carbonate biogénique (en bleu) induit par l’activité de cellules bactériennes (en jaune et orangé), piégées au sein des cristaux lors de leur croissance.
Ces différents carbonates présentent des degrés de cristallinité variables : les carbonates formés sous influence biologique montrent davantage de défauts structuraux et de résidus organiques, ce qui influence les gaz émis lors de leur pyrolyse ainsi que leur température de décomposition thermique.
Référence de l’article : Perron, A., Ménez, B., Baudin, F. & Stalport, F. A modified Rock-Eval approach to track organics in (bio)carbonates. Chemical Geology 690, 122815 (2025) – doi : 10.1016/j.chemgeo.2025.122815
