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Analyse chimique et isotopique des matériaux primitifs

Le Défi

Des instruments novateurs pour analyser des matériaux extra-terrestres et des échantillons terrestres anciens


Aperçu

L’analyse de matériaux extra-terrestres va permettre d’ouvrir des fenêtres inédites sur l’origine et de l’évolution de notre système solaire et l’émergence de la vie sur une planète, la Terre.

Le cadre Scientifique


Le cadre scientifique : Des planètes à la vie

Comprendre comment la vie est apparue sur Terre nécessite de remonter aux origines de la Terre et à son évolution précoce. La Terre est une planète active qui a perdu la mémoire du passé mais la formation du système solaire, il y a 4,567 milliards d’années, est enregistrée dans les échantillons extra-terrestres. La Terre a préservé quelques terrains très anciens qui permettent de comprendre son évolution au cours du temps. L’étude fine de ces objets permettra de remonter à nos origines et d’orienter nos recherches pour la détection d’une possible vie extra-terrestre.


Différentes missions spatiales

La décennie à venir verra des efforts, sans précédents depuis les missions Apollo et Luna dans les années 1970, pour la mise à disposition des équipes internationales d’échantillons spatiaux permettant de préciser et de comparer de façon inédite les compositions des minéraux et composés organiques présents à la surface d’objets fondamentalement différents : comète, astéroïdes, lunes, planètes.

6 petites boites pour préciser les missions :

  • Stardust : en 2006, la mission spatiale américaine Stardust (NASA) a rapporté des échantillons de la comète Wild2
  • Hayabusa 1 et 2 : en 2010 et 2020 des échantillons des astéroïdes Itokawa (Type S) et Ryugu (Type C) par les missions japonaises Hayabusa 1 et 2 (JAXA)
  • Chang’e 5 : en 2020, la mission chinoise Chang’e5 (CNSA) a rapporté des échantillons d’un terrain lunaire jusque-là inexploré (Oceanus Procellarum)
  • OREx: en septembre 2023, la mission ISIRIS-REx rapportera des échantillons de la surface de Bennu, un astéroïde primitif carbonée (Type B)
  • MMX: en 2029, des échantillons de surface de Phobos, la plus grande lune de Mars, seront de retour sur Terre grâce à la mission japonaise MMX (JAXA)
  • MSR : au-delà de 2030, les échantillons actuellement prélevés par le rover Perseverance de la mission Mars 2020 doivent être rapportés par la mission Mars Sample Return (NASA/ESA)

La comparaison avec des collections exceptionnelles de matériaux

La comparaison de ces résultats avec ceux obtenus sur l’échantillonnage des différents types de météorites, micrométéorites et poussières interplanétaires d’ores et déjà disponibles dans nos collections sera une étape essentielle pour mieux cerner l’origine des planètes ainsi que celle des briques élémentaires à partir desquelles le vivant a émergé sur Terre, il y a probablement plus de 3,5 milliards d’années.


Des instruments pour des échantillons exceptionnels

La communauté scientifique internationale s’organise pour développer des instruments de nouvelle génération permettant d’extraire le maximum d’information de ces nouveaux échantillons. Il faut pouvoir caractériser des hétérogénéités présentes jusqu’à des échelles de taille infimes (inférieures au µm). L’enjeu est aussi de manipuler et caractériser des échantillons ou fragments d’échantillons de petites tailles (submillimétrique) dans des atmosphères contrôlées.

Responsable d’axe : Jean Duprat jean.duprat@mnhn.fr  Maud Boyet M.Boyet@opgc.univ-bpclermont.fr

Les projets concernés

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