Expériences de simulation hydrothermale en temps qu'outil d'étude sur l'origine de la vie sur Terre et les autres planètes terrestres : une revue.

Cette review se positionne d'un point de vue géochimique et thermodynamique. Elle retrace les différentes expériences de simulation des conditions hydrothermales dans le but de pouvoir en faire des inférences sur la possibilité d'une origine de la vie et de la synthèse organique dans ces milieux sous-marins. Les auteurs découpent leur review en plusieurs points cruciaux à prendre en compte dans les modèles hydrothermaux. Au travers de cette review, les auteurs cherchent à montrer l'importance de contraindre les paramètres des modèles abiotiques de synthèse organique d'un système hydrothermal : chimique, minéralogique et physique (pression, température, pH).
- En quoi les couples rédox provenant d'assemblages de minéraux ont un rôle tampon non-négligeable dans l'équilibre des phases aqueuses (principes de thermodynamique). Pour ce faire, ils décrivent les équations d'équilibre des différents minéraux suivant les assemblages choisis – en fonction donc des roches de substrat et de leur solubilité – et en quoi les conditions du milieu sont importantes dans ces réactions, puisque les phases et leur équilibre varient en fonction de la pression et de la température donnée.
- Importance de ces réactions rédox notamment pour le passage de conditions abiotiques théoriques à la formation de composés organiques métastables. Le problème majeur qu'ils soulèvent est qu'il s'agit là de réactions d'équilibration à cinétique lente, et il y a de fortes chances que si une matière organique se forme, elle ait le temps de se faire dégrader par les conditions physiques et chimiques du milieu avant que l'équilibre ne soit atteint.
- Assemblages de minéraux tampons qui régulent le pH, notamment les silicates. Ils peuvent être utilisés en lien avec les minéraux rédox, afin de mieux contrôler et déterminer les paramètres du milieu. Mais les solutions hydrothermales contiennent du NaCl et du KCl, ce qui peut ajouter des difficultés pour évaluer le pH, qui risque de varier. De plus, la distribution des espèces chimiques dans la solution hydrothermale varie en fonction des conditions de pression et de température.
Les auteurs notent aussi que la majorité des études qui s'intéressent à la synthèse organique et leur stabilité, n'a pas de conditions contraintes ou tamponnées, et se placent seulement dans un cadre de haute température et pression, en présence de solutions aqueuses (système hydrothermal simple). Des études précédentes montrent que la formation d'hydrocabure durant réduction de CO2 (procédé de Fischer-Tropsch) durant l'interaction roche-eau, serait plus limitée que ce que l'on pensait. Dans d'autres études, on remarque en contexte aqueux une limitation de la réduction du CO2 ou de la polymérisation d'hydrocarbure, et nécessiterait une phase gazeuse pour cette synthèse.
Enfin, les auteurs présentent aussi une description d'expériences de stabilité des acides aminés dans les conditions de haute température des sources hydrothermales. Il serait possible d'obtenir des données sur la formation de composés organiques métastables, mais dans les conditions hydrothermales actuelles. Cependant les incertitudes quant aux concentrations des espèces chimiques en présence dans la solution hydrothermale, il n'est pas possible d'après les auteurs de faire des inférences sur les voies de décomposition des réactions organiques, puisque aucun des produits de ces réactions n'a été retrouvé ou identifié à l'heure actuelle.
Dans les expérimentations, les acides aminés sont formés par la synthèse de Strecker, à partir d'un aldéhyde, qui représenterait un stade d'oxydation intermédiaire entre les hydrocarbures et les acides carboxyliques. Dans un contexte hydrothermal, cette synthèse serait favorisée. Des acides nucléiques peuvent être adsorbés en se solidifiant par un des minéraux d'un assemblage tampon en fonction de la température, et créer un proto-acide aminé seulement composé de purines, qui ont tendance à avoir un équilibre des phases solide.

L'importance de ne pas négliger les minéraux tampons dans les modèles hydrothermaux pour les décompositions des équilibres des phases en plus des conditions de pression-température, et pour déterminer et contrôler les valeurs de pH.
Au final, après la compilation de ces modèles, il en ressort que, s'il n'y a pas de possibilité de décrypter les mécanismes de synthèse abiotique pour l'instant, il est possible de synthétiser et décomposer des acides gras et des hydrocarbures en contexte hydrothermal.