Une équipe de chercheurs a mis en évidence un phénomène naturel aussi surprenant que fondamental : lorsqu’on pulvérise de l’eau pure en microgouttelettes, celles-ci se chargent électriquement de manière opposée, entraînant une décharge électrique spontanée accompagnée d’un éclat lumineux. Ce phénomène, baptisé « microlightning », se produit sans aucune source de courant externe et rappelle à bien des égards les mécanismes naturels des éclairs dans l’atmosphère.
L’équipe a également montré que ce microlightning est suffisamment énergétique pour ioniser divers gaz, y compris des composés comme le benzène, l’octane ou encore le xénon. Les chercheurs ont mesuré une intensité énergétique comprise entre 12,13 et 12,5 électronvolts, une valeur comparable à celle de certaines sources de plasma utilisées en laboratoire.
En se rapprochant, les microgouttelettes chargées opposément déclenchent un transfert d’électrons qui ionise les molécules de gaz environnantes. Cette ionisation produit non seulement de la lumière, mais surtout des réactions chimiques jusqu’ici insoupçonnées, pouvant transformer des gaz inertes en composés organiques.
Ce processus a été étudié dans des conditions simulant l’atmosphère primitive de la Terre, à base de gaz tels que l’azote, le méthane, le dioxyde de carbone et l’ammoniac. Les résultats sont impressionnants : les chercheurs ont observé la formation de molécules essentielles à la vie comme l’acide cyanoacétique, la glycine, l’urée ou encore l’uracile, une des bases de l’ARN. En seulement 120 microsecondes, ces réactions aboutissent à des composés organiques, évoquant les conclusions du célèbre protocole de Miller-Urey sur l’origine de la vie.
Quand la foudre crée la vie : retour sur l’expérience fondatrice de Miller et Urey
En effet, dans les années 1950, une expérience révolutionnaire a bouleversé notre vision de l’origine de la vie. En recréant les conditions supposées de la Terre primitive, deux chercheurs, Stanley Miller et Harold Urey, ont démontré que des molécules organiques essentielles pouvaient apparaître spontanément à partir de composés simples, sans intervention d’êtres vivants. Cette expérience, aujourd’hui connue sous le nom de protocole de Miller-Urey, marque un tournant dans l’histoire de la chimie prébiotique.
Leur dispositif expérimental repose sur un circuit fermé, rempli de gaz comme le méthane, l’ammoniac, l’hydrogène et la vapeur d’eau, censés représenter l’atmosphère de la Terre il y a plusieurs milliards d’années. Pour simuler l’activité électrique intense qui régnait alors, les chercheurs ont généré des éclairs artificiels à l’aide d’électrodes produisant des étincelles à haute tension. En chauffant l’eau pour imiter l’évaporation océanique, ils ont recréé un cycle complet d’échanges entre mer et atmosphère.
Après quelques jours, le liquide contenu dans leur dispositif s’est transformé, prenant une teinte brunâtre. En analysant sa composition, Miller a découvert la présence d’acides aminés, notamment la glycine et l’alanine, considérés comme les briques de base des protéines. Ces résultats ont montré qu’en présence d’une source d’énergie, des molécules complexes indispensables à la vie pouvaient se former dans un environnement totalement dépourvu de vie.
Cette expérience a suscité un immense engouement, car elle offrait une hypothèse tangible sur la façon dont la vie aurait pu émerger naturellement à partir de matière inorganique sur la Terre jeune. Même si, depuis, notre compréhension de l’atmosphère primitive a évolué, des variantes de cette expérience ont confirmé que de telles synthèses organiques restent possibles dans des conditions variées, y compris en présence de gaz moins réducteurs ou de surfaces minérales.
Le protocole de Miller-Urey reste une pierre angulaire dans l’étude de l’origine de la vie. Il incarne la possibilité que des processus chimiques simples, alimentés par des phénomènes naturels comme les éclairs, aient suffi à amorcer la grande aventure du vivant. Il continue d’inspirer les recherches modernes, aussi bien en chimie prébiotique que dans la quête de vie ailleurs dans l’univers.
Conclusions:
Les implications de cette découverte sont majeures. Non seulement elle offre une nouvelle explication au comportement électrochimique mystérieux des interfaces eau-gaz, mais elle suggère également que des phénomènes quotidiens comme la brume marine ou les embruns des cascades pourraient participer à des réactions chimiques fondamentales, possiblement impliquées dans l’émergence de la vie.
Dans une époque où la compréhension des origines de la vie fascine autant qu’elle interroge, cette recherche vient élargir les horizons de la chimie prébiotique. L’eau, dans sa forme la plus simple, continue de nous révéler des secrets insoupçonnés, en alliant lumière, électricité et chimie dans un ballet de microgouttelettes aussi discret que puissant
Source: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt8979
Pour aller plus loin: https://phys.org/news/2025-03-microlightning-droplets-life-earth.html
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