Exobiologie et Astrobiologie

Home / Publications scientifiques / La spectroscopie Raman et la détection de traces de vies

L’étude des microorganismes fossiles est assez délicate du fait de leur relative simplicité et de leur petite taille. Sur Terre, l’analyse des organismes les plus anciens nécessite l’utilisation d’équipements de pointe afin de les observer, de déterminer leur composition chimique, d’étudier leur environnement minéralogique… De par leur taille, la plupart de ces équipements sont incompatibles avec les missions spatiales, rendant la détection de traces de vie fossiles sur d’autre corps du système solaire, et notamment sur Mars, particulièrement délicate. La spectroscopie Raman est une technique d’analyse non destructive spécialement adaptée pour l’étude de traces de vie fossile microbienne. Elle permet l’identification et l’analyse des phases minérales et organiques à l’échelle du micromètre. Un spectromètre Raman équipera ainsi le futur rover de la mission ExoMars (ESA) dédiée à la recherche de traces de vie actuelle et passée sur Mars.

 

Cette étude s’intéresse plus particulièrement à la technique de cartographie Raman. Les échantillons étudiés sont principalement des lentilles de cherts (quartz) renfermant des organismes planctoniques et des cyanobactéries silicifiées, contenues dans un conglomérat dolomitique issu de la formation Draken, Svalbard ( un archipel de la Norvège situé à la limite de l’océan Arctique et de l’océan Atlantique), et âgés de 800 Ma. Si ces organismes ne sont pas, ou peu, représentatifs de potentiels organismes martiens, le processus de silicification qu’ils ont subi est un mode de fossilisation attendu sur Mars. Les nombreuses cartographies Raman réalisées ont permit de mettre en évidence des phases minérales impossibles à identifier en microscopie optique car trop petites ou invisibles dont certaines, telle que l’hydroxyapatite, sont considérées comme des biominéraux. Plus particulièrement, les analyses montrent la précipitation d’opale autour et à l’intérieur des microfossiles carbonés. Cette détection est confirmée par d’autres techniques (microscopie électronique, microsonde) et observée dans des échantillons plus anciens de 1,9 milliards d’années. Cela montre que la silice précipite préférentiellement sous forme d’opale au contact des organismes et que cette phase généralement métastable peut être préservée au cours du temps, au sein d’une matrice de carbone, elle-même ensuite préservée par le quartz. La spectroscopie Raman est une des seules techniques permettant de distinguer ces deux phases, opale et quartz, de composition similaire (SiO2) à l’échelle micrométrique. La détection d’opale associée avec de la matière carbonée et d’autres biosignatures par spectroscopie Raman pourrait ainsi constituer un indicateur de biogénécité particulièrement pertinent pour la recherche de traces de vie passée sur Mars.

De gauche à droite, image de microscopie optique en lumière transmise de microfossiles d’origine planctonique, et cartographie Raman montrant la répartition de la matière carbonée (en jaune) et de l’opale (en violet).

Pour en savoir plus :

Raman Imaging of Metastable Opal in Carbonaceous Microfossils of the 700–800 Ma Old Draken Formation, Frédéric Foucher and Frances Westall. Astrobiology. January 2013, 13(1): 57-67. doi:10.1089/ast.2012.0889. (article complet, accès soumis à conditions)


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