Brinicles et l'origine de la vie

L'un des processus les plus curieux qui se produisent sous la banquise antarctique en hiver est la formation de brinicles. Ce sont des tubes de glace creux qui se projettent de la banquise dans la mer en dessous, comme des glaçons.

Cependant, les brinicules se forment d'une manière très différente des glaçons mais sont mal comprises, en partie à cause de la difficulté de les observer. En effet, ils n'ont été filmés qu'en formation in situ pour la première fois pour la Documentaire de la BBC sur la planète gelée diffusé en 2011 .

Aujourd'hui, Julyan Cartwright de l'Université de Grenade en Espagne et quelques amis espèrent changer cela en examinant plus en détail la formation, la chimie et la structure des brinicles. Ils disent que les structures sont une forme spéciale de système chimique connu sous le nom de jardin chimique qui dépend de manière cruciale de l'interaction entre la saumure hautement concentrée, l'eau proche de son point de congélation et la formation de glace.

Mais plus intéressant encore, ils disent que les brinicles peuvent avoir joué un rôle important dans l'origine de la vie sur Terre et que des structures similaires ailleurs dans le système solaire pourraient être tout aussi importantes.

Les jardins chimiques conventionnels sont des structures tubulaires qui se forment lorsque des cristaux de sel métallique sont immergés dans certaines solutions.

Ils se produisent dans un certain nombre de situations naturelles telles que dans certaines formations géologiques et autour des cheminées hydrothermales.

Habituellement, les structures tubulaires se développent vers le haut. Mais dans les brinicles, les tubes poussent vers le bas, alors qu'est-ce qui donne ?

L'effet se produit dans la glace sous la surface de la mer parce que la saumure a un point de congélation inférieur à celui de l'eau. Lorsque l'eau de mer piégée gèle, elle exclut le sel augmentant la salinité de la saumure à proximité et abaissant encore plus son point de congélation.

Si la glace se fissure, la saumure piégée peut s'écouler dans la mer en contrebas et s'écouler vers le bas, car elle est plus dense que l'eau.

De plus, parce qu'il fait si froid, la saumure transforme l'eau de mer qu'elle rencontre en glace. C'est ainsi que la structure tubulaire se forme et continue de croître tant que la saumure s'écoule.

Ce processus soulève des questions intéressantes pour les physiciens. Par exemple, le processus par lequel la glace rejette le sel pour augmenter la salinité de la saumure présente des similitudes intéressantes avec le processus d'osmose inverse.

C'est important car l'osmose inverse est le processus clé à l'œuvre dans les usines de dessalement qui transforment l'eau de mer en eau potable.

Il est tout simplement possible qu'une meilleure compréhension de la façon dont les brinicles effectuent le même processus pour produire de la glace pure puisse conduire à de meilleures façons de le faire.

Mais l'observation la plus intéressante de Cartwright and co est que les brinicles créent également des gradients chimiques, des potentiels électriques et des membranes, toutes les conditions nécessaires à la formation de la vie.

Exactement les mêmes conditions se produisent dans les cheminées hydrothermales qui ont été au centre de l'attention de nombreux biologistes désireux de mieux comprendre comment la vie aurait pu se former.

Le point que Cartwright et co-font est que les brinicles peuvent être tout aussi intéressants. Comme les brinicles jouent un rôle important dans la dynamique du transport de la saumure à travers la glace de mer, ils pourraient également jouer un rôle dans ce scénario d'origine froide de la vie, tout comme les sources hydrothermales le font dans les théories de l'environnement chaud, disent-ils.

De plus, les brinicles pourraient bien être omniprésents sur les planètes et les lunes océaniques comme Europe, où elles pourraient jouer des rôles tout aussi intéressants.

De toute évidence, un domaine fascinant où d'autres travaux pourraient être très fructueux.

Réf : arxiv.org/abs/1304.1774 : Brinicles comme cas de jardins chimiques inverses

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