Dissertations / Theses: 'Exobiologie'

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Dorizon, Sophie. "Étude préparatoire à l'interprétation des données du radar WISDOM pour la mission ExoMars 2018." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLV012/document.

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Abstract:

La planète Mars est devenue au cours de ces dernières décennies l’un des objets les plus visités de notre système solaire. Les différents instruments envoyés pour l’étudier nous ont permis de reconstruire partiellement son histoire, et l’on sait aujourd’hui que dans son passé, la planète rouge a connu une période au climat relativement chaud et humide, permettant à l’eau liquide de perdurer en surface et dans le sous-sol. Le parallèle avec les conditions sur Terre au moment supposé de l’apparition de la vie nous amène à aborder Mars d’un point de vue exobiologique : si la vie a émergé sur cette planète, des traces potentielles sont susceptibles d’être trouvées dans le sous-sol, à l’abri de la surface.La mission ExoMars, programmée pour 2018,enverra sur la surface de la planète un rover équipé d’une suite instrumentale complète pour la recherche de traces de vie, passé ou présente,ainsi qu’une foreuse capable de prélever des échantillons jusqu’à 2 mètres de profondeur. La caractérisation du contexte géologique de la zone d’investigation du rover est primordiale pour identifier les lieux les plus propices à la préservation de ces traces.Le radar à pénétration de sol (Ground Penentrating Radar) WISDOM (Water Ice Subsurface Deposit Observation on Mars) avec ADRON sont les seuls instruments à bord susceptibles d’obtenir des informations sur les caractéristiques du proche sous-sol le long du trajet du rover avant forage.Les données recueillies par le radar permettront d’identifier les formations géologiques du sous solet de comprendre les processus qui en ont été à l’origine. Cet instrument au fort potentiel,développé au LATMOS (Laboratoire ATmosphères, Milieux, Observations Spatiales)en collaboration avec le LAB (Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux), est basé sur le principe du step-frequency et fonctionne sur une large bande de fréquences, entre 0,5 GHz et 3GHz : il a été conçu pour explorer les premiers mètres du sous-sol avec une résolution verticale de quelques centimètres, et est actuellement enphase de tests. L’objectif de cette thèse est de développer les outils d’interprétation des données du GPR WISDOM en tentant d'exploiter au mieux les ressources de l'instrument pour caractériser la nature et la structure du sous-sol,apporter des contraintes sur l’histoire géologique du site d’Oxia Planum, sélectionné pour cette mission, et pour guider la foreuse d’Exo Marsvers des sites d’intérêt d’un point de vue exobiologique. Ce travail nécessite donc une approche multiple, pratique et théorique, qui passe par le développement d’outils de traitement de données, par la mise au point de modèles analytiques et l’utilisation de modèles numériques pour la modélisation de l’instrument,ou encore la définition de tests et de campagnes de mesures, afin de créer une base de données sur des environnements variés, qui pourront ensuite être comparées aux données martiennes.Une interprétation complète des données acquises avec WISDOM passe également par l’estimation des paramètres diélectriques des différentes unités géologiques identifiées. Nous avons ainsi développé deux méthodes «quantitatives », qui permettent d’estimer la constante diélectrique en surface et à différentes profondeurs à partir des données. Une approche plus géométrique pour « reconstituer » le sous solle plus précisément possible, éventuellement en 3 dimensions, et pour comprendre les processus de dépôts qui ont abouti à la morphologie observée sur les radargrammes a également été initiée. Grâce à la mise au point d’une méthode basée sur l’amplitude des signatures des diffuseurs en fonction de la configuration polarimétrique des antennes, nous avons estimé la position relative des objets par rapport au déplacement du radar le long d’unprofil et ainsi permis la reconstitution du sous-solen 3 dimensions.Ceci permettra à terme un guidage optimal de la foreuse dans le contexte d’ExoMars
Mars has become one of the most visited planet in the past few decades. The data collected by instruments allowed to infer theplanet evolution, and it is now admitted that inthe past, Mars had a relatively warm and wetenvironment, auspicious for the emergence oflife as we know it. This is why one of the currentobjective of the missions to Mars is to study theplanet from an exobiological point of view: iflife arose on Mars, potential traces could befound into the subsurface, sheltered from thehostile surface. The ExoMars 2018 space mission will land onMars’ surface a rover, which will be equippedwith a complete instrumental payload for thesearch of life traces, as well as a drill capable ofcollecting samples at a depth of 2 meters. Thegeological context characterization willtherefore be essential to identify the mostinteresting places for potential life tracespreservation. The Ground Penetrating Radar (GPR)WISDOM (Water Ice Subsurface DepositObservation on Mars) and the neutron detectorADRON will be the only instruments capable ofobtaining information about the shallowsubsurface before the drilling operations. Thedata collected by WISDOM will provide thegeological deposits identification, which willhelp reconstructing the local history of thelanding site. This instrument developed in theFrench laboratory LATMOS (LaboratoireATmosphères, Milieux, Observations Spatiales)in collaboration with the LAB is a stepfrequencyradar that operates on a wide frequency band, from 0.5 GHz to 3 GHz: it wasdesigned to investigate the first 3 meters of thesubsurface with a vertical resolution of a fewcentimeters, and is currently tested in variousenvironments. This PhD thesis objective is to develop theinterpretation tools for WISDOM data by takingadvantage of the specific capacities of theinstrument to characterize the nature andstructure of the shallow subsurface, and to guidethe drill to suitable locations where potentialtraces of life could be preserved. This workconsequently requires both practical andtheoretical approaches, with the development ofprocessing chains, analytical and numericalmodels to simulate the instrument, but also todefine tests in well-known environments as wellas field tests in various natural places. The ideais to create a WISDOM database in a variety ofgeological contexts to allow the comparisonwith Martian data. A full interpretation of the WISDOM data alsorequires the estimation of the geological units’dielectric characteristics. We thereforedeveloped two “quantitative” methods thatallow the retrieval of the dielectric constantvalue at the surface and at various depths. Ageometrical approach to reconstruct the shallowsubsurface was also initiated to help tounderstand the deposits processes. A methodtaking advantage of the GPR specific antennasystem was developed to estimate the scatterers’relative position compared to the radar trajectoryalong profiles, allowing the subsurfacereconstruction in 3 dimensions for an optimalguidance of the ExoMars rover drill

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Ghesquière, Pierre. "Rôle des glaces interstellaires dans la complexité moléculaire de l’espace : modélisation par les méthodes de la chimie théorique." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS044/document.

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Abstract:

Les glaces du milieu interstellaire sont invoquées comme l'une des origines de la formation de molécules organiques complexes dans l'espace. En effet, elles constituent un support catalytique pour des réactions chimiques et pourraient ainsi expliquer la formation de molécules d'intérêt prébiotique. Toutefois, en raison de la faible température des milieux considérés, la vitesse de la réaction est contrainte par le déplacement des différentes réactifs l'un vers l'autre. L'objectif de cette thèse est donc de traiter la réactivité et la diffusion de molécules simples dans les glaces interstellaires. Je présente dans cette thèse les résultats de l'étude de la réaction entre le dioxyde de carbone et l'ammoniac dans les glaces interstellaires. Cette étude a été effectuée au Laboratoire Univers et Particules de Montpellier ; elle combine différentes méthodes de la chimie théorique et confronte les résultats avec ceux issus d'expériences que j'ai réalisées au Laboratoire de Physique des interactions Ioniques et Moléculaires de l'Université d'Aix-Marseille. Dans une première partie, des simulations de dynamique moléculaire classiques sont employées pour simuler un modèle de glace amorphe basse densité. Ce modèle est utilisé pour simuler la trajectoire de petites molécules (NH3, CO, CO2, H2CO) dans cette glace et en déduire des coefficients de diffusion à différentes températures. Ces résultats sont comparés à des résultats expérimentaux de diffusion du dioxyde de carbone ce qui valide la méthode théorique utilisée et permet de suggérer un mécanisme pour ce processus de diffusion. Dans une deuxième partie, la réaction entre le dioxyde de carbone et l'ammoniac est traitée dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle densité par une approche « super-molécule ». Dans cette approche, le profil d'énergie et le mécanisme de la réaction dans des complexes moléculaires xNH3:CO2:yH2O sont étudiés. Deux produits de la réaction sont localisés : le carbamate d'ammonium et l'acide carbamique. La barrière d'énergie de la réaction obtenue est similaire à celle obtenue expérimentalement, et le carbamate d'ammonium est confirmé comme produit majoritaire de la réaction. Le profil d'énergie obtenu par cette approche « super-molécule » est ensuite étudié par dynamique moléculaire ab initio contrainte et le profil d'énergie libre est calculé par la méthode d'Intégration Thermodynamique. Cette approche confirme la forme générale du profil d'énergie et met en évidence un fort effet entropique du réseau d'eau. Je dresse finalement des conclusions sur les plans méthodologiques et astrochimiques permettant d'inscrire ma thèse dans des perspectives futures, notamment en incluant les barrières d'énergie de diffusion et de réaction, dans des modèles astrochimiques prenant en compte directement les réactions chimiques dans les glaces interstellaires
It is postulated nowadays that complex organic molecules in space form on the surface and in the volume of interstellar ices. These ices can catalyse chemical reactions what could explain the formation of prebiotic molecules. However, because of the low temperatures, the diffusion of the reactants one towards another is slow, limiting their reactivity. The objectif of this thesis is to treat the reactivity and the diffusion of simple molecules in interstellar ices. I present in this thesis the results of the study of the chemical reaction between carbon dioxide and ammonia in interstellar ices. This study was conducted in the Laboratoire Univers et Particules de Montpellier : it combines various theoretical chemistry methods and confront the results to experimental ones I participated in at the Laboratoire de Physique des Interactions Ioniques etMoléculaires of the Aix-Marseille university. In a first part, classical molecular dynamic simulations are used to simulate a low-density amorphous ice model and to calculate the diffusion coefficients at various temperatures of a series of small molecules (NH3, CO, CO2, H2CO). These results are compared to the experimental diffusion coeficients of the carbon dioxide validating the theoretical approach used and allowing to porpose a mechanism for the diffusion process. In a second part, the reaction between carbon dioxide and ammonia is studied in the frame of Density-Functional Theory using a « super-molecular » approach. In this approach, the reaction energy profile for the molecular complexes xNH3:CO2:yH2O, is studied. Two reaction products are localised : the ammonium carbamate and the carbamic acid. The reaction energy barrier obtained by these calculations is similar to the one obtained experimentally, and the ammonium carbamate is confirmed as the major reaction product. The obtained energy profile is therfore investigated by constrained ab initio molecular dynamics and the free energy profile is computed with the Thermodynamics Integration method. These calculations confirme the general form of the previous energy profile and enlight the strong entropic effect of the water network. Finally, conclusions are drawn, and perspectives on methodological as well as on astrochemical aspects, as the inclusion of the reaction and diffusion energy barriers I calculated in astrochemical models, are given

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Le, Postollec Aurélie Dobrijevic Michel. "Etude de la résistance aux conditions spatiales d'une biopuce dédiée à la détection de molécules organiques sur les corps du système solaire." S. l. : Bordeaux 1, 2008. http://ori-oai.u-bordeaux1.fr/pdf/2008/LE_POSTOLLEC_AURELIE_2008.pdf.

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Boillot, François. "Mission Perseus-Exobiologie : comportement d'acides aminés et de peptides soumis aux conditions de l'espace." Orléans, 2001. http://www.theses.fr/2001ORLE2009.

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Abstract:

Dans le cadre de la recherche des origines de la vie, la réactivité des acides aminés et de peptides a été étudiée en orbite terrestre au cours de la mission Perseus-Exobiologie. Cette expérience a exploré la théorie de l'origine extraterrestre des briques du vivant en étudiant leur comportement dans les conditions de l'espace. La mission s'est déroulée du 16 avril au 23 juillet 1999. Des échantillons de leucine (Leu), d'a-methyl leucine (MeLeu), de dicétopipérazine de leucine (DKP) et de thioéthylester de trileucine (Leu3SEt) ont été exposés à l'extérieur de la station orbitale MIR. Les composés ont été irradiés à l'état solide sous la forme de films de 0. 5 um d'épaisseur et associés à des films de matière minérale de 5um d'épaisseur (argile, poudres de basalte et de météorite d'Allende). Ils ont été choisis pour mettre en évidence une éventuelle racémisation, étudier la stabilité de la liaison peptidique et favoriser une polymérisation induite photochimiquement. Les matières minérales ont été choisies pour étudier l'influence de leur nature sur la réactivité des composés organiques associés. Des épaisseurs variables de films de poudre météoritique ont été réalisées afin de mesurer son taux de protection sur la DKP et sur Leu3SEt.

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Belu, Adrian. "Détection et caractérisation spectrale exoplanétaire par interférométrie annulante : de la scène astrophysique à l'estimation temps-réel." Nice, 2008. http://www.theses.fr/2008NICE4065.

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Abstract:

L’interférométrie annulante vise la détection de biosignatures dans le spectre de planètes extrasolaires. Elle produit un signal dispersé sur environ 30 canaux spectraux, de 5 à 20 μm, et modulé temporellement sur des semaines. Le problème inverse de l’extraction des paramètres des éventuelles planètes à partir de ce signal est déterminant pour dimensionner des missions spatiales comme Darwin ou TPF-I. Cette thèse place l’interférométrie annulante dans le contexte général des différentes approches en cours sur les interféromètres. La juxtaposition des différentes sources de bruit dans le champ d’un interféromètre annulant requiert des calibrations préalables. J’établis tout d’abord une méthode spectroscopique pour les données d’interférométrie annulante à partir du sol, qui estime la quantité de poussière exozodiacale (part d’une étude Phase A). Plus généralement, la validation globale du modèle de ces sources est un prérequis pour le traitement du signal. Je mène une étude astrophysique des scènes de système exoplanétaire probables, à partir des données et modèles disponibles à ce jour (Article Astron. & Astrophy, 2007). J’ai aussi développé une approche temps réel d’une méthode Bayésienne apparentée-CLEAN nommée FITTEST (Thébaut et Mugnier 2006, Mugnier et al. 2006). Ceci permet de proposer des relaxations sur le modèle instrumental. On étudie enfin le lien entre les rapports signal-à-bruit astrométriques et photométriques. Ce travail a été partiellement mené dans le cadre d’un consortium industrie-organismes de recherche, pour la réponse à un Appel d’Offres de l’Agence Spatiale Européenne, et lors de l’exécution du contrat avec le JMMC (en cours)
Nulling interferometry aims at detecting biosignatures in the spectrum of exoplanets. It will yield a signal dispersed over ~30 bins, between 5 to à 20 μm, and temporally modulated for weeks. The inverse problem of extracting the parameters of putative exoplanets from this signal is critical for the dimensioning of space missions like DARWIN of TPF-I. This thesis places nulling interferometry in the general frame of the various approaches underway in astronomical interferometry. The juxtaposition of different noise sources in the field-of-view of the interferometer requires preliminary calibrations. I first evaluate a spectroscopic method for ground nulling data, which estimates prerequisite for signal processing. I conduct an astrophysical study of the likely exoplanetary system scenes, from present data & models (refereed in Astron. & Astrophy, 2007). I then developed a real-time approach of a Bayesian, CLEAN-like signal processing technique called FITTEST (Thiébaut & Mugnier 2006). This enabled to relax constraints on the modelling of the instrument, and to investigate the link between astrometric and photometric signal-to-noise ratios. This work was partially conducted within the frame of an industry-academia consortium, answering a related ESA ITT and conducting the subsequent contract (in progress)

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Le, Postollec Aurélie. "Etude de la résistance aux conditions spatiales d'une biopuce dédiée à la détection de molécules organiques sur les corps du système solaire." Thesis, Bordeaux 1, 2008. http://www.theses.fr/2008BOR13674/document.

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Rouquette, Laura. "Evolution de molécules organiques en conditions martiennes simulées : expériences en laboratoire et en orbite basse terrestre sur la Station Spatiale Internationale." Thesis, Paris Est, 2018. http://www.theses.fr/2018PESC1096/document.

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Abstract:

La recherche et la détection de molécules organique à la surface de Mars est l’un des objectifs des missions martiennes actuelles (MSL, Mars Science Laboratory) et futures (ExoMars 2020). Plusieurs sources de matière organique peuvent être considérées telles que les sources abiotiques (milieu interplanétaire, hydrothermalisme, synthèses atmosphériques…) mais également les sources biotiques telles qu’une potentielle activité biologique martienne passée. A ce titre, le rover Curiosity de la mission MSL a permis la détection de composés organiques d’origine martienne chlorés et soufrés, bien que ces molécules ne soient pas liées à une quelconque activité biologique ou bien ne reflètent pas la diversité moléculaire de sources abiotiques avérées telles que le milieu interplanétaire. L’une des hypothèses pour expliquer cette faible diversité consiste à considérer que l’environnement martien n’est pas favorable à la préservation de la matière organique. Afin de comprendre l’évolution des molécules organiques à la surface de Mars et donc de guider et aider les interprétations des analyses menées in situ, j’ai travaillé sur deux expériences de simulation simulant certains paramètres de la surface de Mars (rayonnement UV, pression, température, composition minérale). La première, MOMIE (Mars Organic Matter Irradiation and Evolution), est une simulation de laboratoire mise en place au LISA (Créteil, France). La seconde est l’expérience PSS (Photochemistry on the Space Station), mise en place sur la plateforme EXPOSE R2 sur la Station Spatiale Internationale (ISS) en orbite basse terrestre, utilisant directement le flux de photons UV du Soleil filtré.J’ai étudié l’évolution de quatre molécules organiques susceptibles d’être présentes sur Mars, pures ou en présence de phases minérales analogues martiennes : la glycine (un acide aminé), l’adénine et l’uracile (deux bases azotées), et le chrysène (un hydrocarbure aromatique polycyclique). La glycine, l’adénine et le chrysène se dégradent en surface directe de Mars avec des rendements quantiques de photodissociation ϕ200-280 compris entre 6,4 ± 1,4 x 10-6 et 2,3 ± 1,0 x 10-3 molécule.photon-1. L’uracile forme des photoproduits plus stables, selon un rendement de production élevé de 1,64 ± 1,43 x 10-1 molécule.photon-1. Quatre dimères d’uracile ont pu être identifiés comme des photoproduits. Pour finir, l’ajout de phases minérales amorphe et riche en fer ou bien de perchlorates accélère la dégradation ou l’évolution des molécules organiques
Organic molecule detection at Mars is one of the main goals of the current and future Mars exploration space missions, Mars Science Laboratory (MSL, NASA) and ExoMars 2020 (ESA). Several organic sources exist : abiotic sources (interplantary medium, hydrothermalism and atmospheric synthesis) but also biotic sources such as potential past biological activity. Curiosity from the MSL mission detected chlorinated and sulfur organic compounds. However these compounds can not be linked to any biological activity and do not represent the meteoritical organic diversity.The main hypothesis to explain the low diversity of detected organic compounds at Mars is that the martian environment degrade organic matter. In order to understand organic molecule evolution at the Martian surface and be able to guide and help interpret in situ analysis, I worked on two experimental simulations mimicking some of the martian environmental conditions (UV radiation, pressure, temperature and mineral composition). MOMIE, for Mars Organic Matter Irradiation at Mars, is a laboratory experiment set up at the LISA laboratory (Créteil, France). PSS, for Photochemistry on the Space Station, has been set up on the International Space Station (ISS) in low Earth orbit, using directly filtered UV photons from the Sun.I studied the evolution of four organic molecules likely to be present at Mars with ou without a mineral phase : glycine (an amino acid), adenine and uracil (two nucleobases), and chrysene (a polycyclic aromatic hydrocarbon). Glycine, adenine and chrysene are degraded at Mars surface with quantum efficiencies of photodecomposition from 6,4 ± 1,4 x 10-6 to 2,3 ± 1,0 x 10-3 molecule.photon-1. Uracil evolve into more stable photoproducts with a production efficiency of 1,64 ± 1,43 x 10-1 molécule.photon-1. Four uracil dimers have been identified as uracil photoproducts. Finally, the studied mineral phases, an amorphous iron-rich phase and perchlorates, accelerate organics evolution or degradation

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Delpoux, Olivier. "Utilisation du spin électronique pour sonder la matière organique primitive contemporaine de l'apparition des planètes et de la vie : apport de la RPE impulsionnelle." Phd thesis, Paris 6, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005542.

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Abstract:

Cette thèse a permis de montrer, via l'étude de la matière organique insoluble extraterrestre et terrestre, que la forme impulsionelle de la RPE révéle des informations locales que la RPE-CW ne donne pas. En effet, par comparaison des cherts d'âge varié avec de la silice encapsulant différentes biomolécules, nous avons démontré par RPE-CW que des effets moyens étaient des effets thermiquement activés. En revanche, les méthodes impulsionnelles ont clairement montré que leur structure était différente. D'autre part, l'étude de la MOI des météorites par RPE impulsionnelle a mis en évidence un fort enrichissement en deutérium confirmant l'hypothèse selon laquelle cette matière est d'origine protosolaire. De plus, d'autres mesures ont également révélé leur organisation spatiale. Enfin, La similitude structurale entre les radicaux de la matière carbonée météoritique et ceux obtenus thermiquement laisse supposer que la matière carbonée météoritique aurait subi un épisode thermique.

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Frère, Christian. "Étude physico-chimique de l'atmosphère de l'aérosol et de l'océan de Titan." Paris 12, 1989. http://www.theses.fr/1989PA120049.

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Abstract:

L'evolution de la matiere organique de titan, hydrocarbures et nitriles principalement, est simulee du lieu de synthese dans la haute atmosphere a son accumulation dans l'ocean d'hydrocarbures recouvrant la planete

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Saiagh, Kafila. "Photochimie de la matière organique dans le système solaire : application aux grains cométaires." Thesis, Paris Est, 2014. http://www.theses.fr/2014PEST1159.

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Abstract:

L'étude de la photochimie dans le système solaire est de toute première importance pour appréhender la chimie organique complexe au sein d'un environnement extraterrestre. Parmi ces environnements, les comètes revêtent un intérêt particulier en exobiologie puisqu'elles ont pu, ainsi que leurs grains, être des vecteurs de matière organique sur la Terre primitive et ainsi contribuer à l'émergence de la vie. Mais dans quelle mesure, la matière organique potentiellement présente au sein des grains survit-elle face aux rayonnements solaires? Ma thèse porte sur l'étude de la dégradation photochimique de trois bases azotées (adénine, guanine et uracile) et d'un acide aminé (glycine) dans les conditions du système solaire, c'est à dire soumis à des rayonnements énergétiques VUV/UV ( <300 nm). Les études conduites lors de ce travail peuvent aussi être appliquées à l'interprétation des mesures du le spectromètre de masse COSIMA présent sur l'orbiteur de la mission cométaire ROSETTA et dont l'objectif est l'analyse de la surface de grains cométaires capturés dans l'environnement de la comète 67P/Churyomov-Gerasimenko. Ce travail présente les spectres de sections efficaces d'absorption mesurés dans les domaines VUV/UV pour des films organiques purs. Ces spectres ont mené à la déduction de constantes de photolyse, ainsi qu'à l'élaboration d'un modèle simulant la cinétique de destruction globale d'un film organique optiquement épais. La confrontation entre ce modèle et les données expérimentales d'irradiation en orbite basse terrestre ainsi qu'en laboratoire a permis d'estimer les temps de vie des molécules considérées à 1 ua puis extrapolés à différentes distances héliocentriques. Les résultats obtenus ont montré que la glycine, l'adénine et la guanine, potentiellement présentes au sein des grains cométaires, seraient totalement détruites entre le moment de l'éjection des grains du noyau cométaire et l'arrivée sur Terre si elles sont en surface. En sous-surface, elles sont au contraire très stables, de part la protection efficace que leur confèrent les minéraux constitutifs du grain contre les rayonnements solaires. Dans le cadre de la mission ROSETTA, les résultats diffèrent. Au plus loin du soleil, à 3,5 ua, l'abondance des molécules ne diminuerait pas de façon significative pendant le temps de parcours des grains entre le noyau et l'orbiteur. Au périhélie, la "survie" des molécules dépendra fortement de la distance noyau-orbiteur. Les pertes significatives des 3 molécules par photochimie n'auraient lieu que si l'orbiteur se situe au moins à quelques centaines de kilomètres du noyau
The study of photochemistry in the solar system is of prime importance to assess complex organic chemistry in an extraterrestrial environment. Among those environments, comets are subject to a particular interest in the context of exobiology, along with their grains, as they could have bring organic matter on the primitive earth, and hence contribute to the emergence of life. But to what extent does the organic matter potentially with in grains survive face to solar radiation? My thesis deals with the study of photochemical degradation of three nitrogenous bases (adenine, guanine and uracil) and one amino acid ( glycine) in the conditions of the solar system, which means subject to VUV/UV energetically radiations ( <300 nm). Studies performed during this work can also be applied to the interpretation of COSIMA mass spectrometer, present on the cometary mission ROSETTA, which aims to analyze the surface of cometary grains captured in the environment of the 67P/Churyomov-Gerasimenko comet. This work present absorption cross section spectrum measured in the VUV/UV range, for pure organic films. These spectrum led to the deduction of photolysis rate constants, and to the elaboration of a model simulating the global kinetic of destruction of a optically thick organic film. The comparison between this model and experimental data of low earth orbit irradiation as well as laboratory data allowed to estimates lifetimes for the considered molecules at 1 AU, and then extrapolated at different heliocentrically distances. Results show that glycine, adenine and guanine, potentially existing inside the cometary grains, would be entirely destroyed between the ejection of the grains and the arrival on earth if they exist at the surface. Below the surface, they are at the contrary very stable, thanks the effective protection of the mineral constitutive of the grain against solar radiations. In the frame of ROSETTA mission, results differ. At the farther of the sun, at 3.5 AU, the abundance of the molecule would not significantly decrease during the time of travel of grains between the core and the orbiter. At the perihelia, the survival of molecule strongly depends of the core-orbiter distance. Significant loss of the 3 molecules by photochemistry would only occurred if the orbiter is at more than hundred of kilometers from the core

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Poch, Olivier. "Recherche d'indices de vie ou d'habitabilité sur mars : simulation en laboratoire des processus d'évolution de molécules organiques à la surface de mars." Paris 7, 2013. http://www.theses.fr/2013PA077080.

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Abstract:

Understanding the chemical evolution of organic molecules at Mars is of major interest n order to drive and discuss past, present and future in situ analyses aiming to determine if Mars had ever seen life's emergence. Through Mars' history, organic molecules could have been produced or delivered by multiple pathways. But current environmental conditions at the surface - UV radiation, oxidants and energetic particles - can generate physico-chemical processes that may affect organic molecules. This thesis brings some answers to this question by performing laboratory investigations dedicated to monitor qualitative and quantitative evolutions of selected organic molecules under simulated Martian surface ultraviolet light, mean temperature and pressure. For each organic molecule, the nature of the evolution products (solid or gaseous) and the kinetic parameters (extrapolated half-life at Mars, quantum yields) were determined experimentally. The results show that when exposed to UV radiation, specific organic molecules lead to the formation of solid residues, probably of macromolecular nature, which could reach long term stability. On the other hand, the study of the evolution of molecules in presence of nontronite, a clay mineral detected at the surface of Mars, highlights a strong protective effect of the clay reducing dissociation rates for some molecules, whereas a possible catalytic effect is tentatively observed for one studied molecule. Finally, the kinetic parameters provide essential inputs for numerical modeling of Mars' current reservoir of organic molecules
Comprendre l'évolution des molécules organiques sur Mars est un enjeu majeur pour interpréter et guider les analyses in situ cherchant à savoir si Mars a réuni des conditions favorables à l'émergence de la vie. Au cours de son histoire, Mars a pu connaître diverses sources de molécules organiques. Mais les conditions environnementales actuelles en surface - rayonnement UV, oxydants, particules énergétiques - peuvent générer des processus physico-chimiques faisant évoluer ces molécules. Ce travail présente l'investigation en laboratoire des impacts qualitatif et quantitatif du rayonnement UV et des processus d'oxydation - représentatifs de la surface de Mars - sur une sélection de molécules organiques. Pour chacune, la nature des produits d'évolution (solides ou gazeux) et les paramètres cinétiques (temps de vie extrapolés à la surface de Mars, rendements quantiques) ont été déterminés. Les résultats indiquent que l'exposition de certaines molécules au rayonnement UV conduit à court terme à la formation de résidus solides, probablement de nature macromoléculaire, pouvant contribuer à une stabilité sur le long terme. D'autre part, l'étude de l'évolution de molécules en interaction chimique avec une argile présente à la surface de Mars, la nontronite, a permis de mettre en évidence pour deux molécules un effet protecteur marqué vis-à-vis du rayonnement UV, mais pas d'effet catalytique des processus d'altération, et pour une autre une réactivité particulière avec un possible effet catalytique. Enfin, les paramètres cinétiques déterminés fournissent des données d'entrée essentielles pour la modélisation numérique spatiale du réservoir actuel de molécules organiques sur Mars

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Engrand, Cécile. "Micrométéorites Concordia : Des Neiges Antarctiques aux Glaces Cométaires." Habilitation à diriger des recherches, Université Paris Sud - Paris XI, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00549129.

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Abstract:

L'étude des micrométéorites CONCORDIA, collectées dans les neiges des régions centrales antarctiques, ouvre une fenêtre pour l'étude de la formation du système solaire. Les micrométéorites ont également pu jouer un rôle dans l'apparition de la vie sur Terre.

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Bardyn, Anaïs. "Caractérisation de la matière organique contenue dans les particules de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko par spectrométrie de masse avec l’instrument COSIMA de la sonde Rosetta." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1083/document.

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Abstract:

La sonde spatiale européenne Rosetta, après un voyage de dix années, a rejoint le 6 août 2014 son objet d’étude, la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G). Afin de l’étudier de manière intensive durant deux ans, un total de 21 instruments était embarqué sur l’orbiteur Rosetta et l’atterrisseur Philae. Le spectromètre de masse d’ions secondaires à temps de vol, COSIMA (COmetary Secondary Ions Mass Analyzer), était l’un des instruments de l’orbiteur et a été conçu pour analyser in situ la composition chimique des particules solides éjectées de la comète 67P/C-G. L’objectif de cette thèse est de caractériser la composante organique réfractaire contenue dans les poussières cométaires, à l’aide de l’instrument COSIMA. Dans le cadre de ces travaux, j’ai mis au point au point et appliqué une méthodologie pour analyser les spectres de masse cométaires, plus particulièrement dans le mode positif de l’instrument. A l’aide de cette méthodologie, cinq ions organiques d’origine cométaire ont été détectés et identifiés : C+ (m/z = 12,00), CH+ (m/z = 13,01), CH2+ (m/z = 14,02), CH3+ (m/z = 15,02) et C2H3+ (m/z = 27,02). La caractérisation de cette composante organique a été effectuée à l’aide de spectres de masse de calibration. Les composés de référence utilisés dans ces travaux de thèse incluent des molécules organiques pures et des analogues de la matière organique cométaire, tels que des échantillons naturels (des météorites carbonées, une micrométéorite ultracarbonée, de la matière organique insoluble extraite de météorites carbonées) et un échantillon synthétisé en laboratoire. La matière organique insoluble extraite des chondrites carbonées est, à ce jour, le meilleur analogue à la matière organique réfractaire contenue dans les particules de 67P/C-G. Ainsi, la matière organique cométaire serait de haut poids moléculaire et le carbone lié dans de grandes structures macromoléculaires. Le carbone est également l’un des éléments le plus abondant dans les particules avec un rapport C⁄Si = 5,5 (+1,4/-1,2). La comète 67P/C-G figure ainsi parmi les corps les plus riches en carbone du système solaire. Enfin, un composé spécifique a été recherché, le polyoxyméthylène. Cependant, les indicateurs développés et appliqués aux données cométaires ne permettent pas de conclure quant à sa présence dans les particules analysées par COSIMA
After a ten-year journey, the European spacecraft Rosetta arrived at comet 67P/Churyumov-Gersasimenko (67P/C-G) on August 6, 2014. In order to conduct intensive research for two years, a total of 21 instruments were on board the Rosetta orbiter and the Philae lander. The time-of-flight secondary ions mass spectrometer, COSIMA (COmetary Secondary Ions Mass Analyzer), was one of the orbiter instruments and was designed for in situ analysis of the chemical composition of cometary particles ejected from the comet 67P/C-G. This thesis aims to characterize the refractory organic component of the cometary dust, with the COSIMA instrument. As part of this work, I have developed and applied a methodology to analyze the cometary mass spectra, more specifically in the positive mode of the instrument. Using this methodology, five organic ions of cometary origin were detected and identified: C+ (m/z = 12.00), CH+ (m/z = 13.01), CH2+ (m/z = 14.02), CH3+ (m/z = 15.02) and C2H3+ (m/z = 27.02). The characterization of this organic component has been carried out with calibration mass spectra. The reference compounds used during this thesis include pure organic molecules and cometary organic matter analogs, such as natural samples (carbonaceous chondrites, ultracarbonaceous micrometeorite, insoluble organic matter extracted from carbonaceous chondrites) and one sample synthetized in the laboratory. The best analogue found so far to the refractory component of 67P/C-G particles is the insoluble organic matter extracted from carbonaceous chondrites. The cometary organic matter would be of high-molecular-weight and the carbon bounded in very large macromolecular compounds. Carbon is also one of the most abundant element in the dust particles with an elemental ratio of C⁄Si = 5.5 (+1.4/-1.2). Comet 67P/C-G is among the most carbon-rich bodies of the solar system. Finally, a specific compound was sought, the polyoxymethylene. However, indicators developed and applied to the cometary data do not allow to conclude on the presence of polyoxymethylene in the particles analyzed by COSIMA

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Bossa, Jean-Baptiste. "Formation de molécules organiques complexes (acides aminés et leurs précurseurs) dans des analogues de glaces interstellaires." Aix-Marseille 1, 2010. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2010AIX11038.pdf.

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Abstract:

Cette thèse décrit l’étude des schémas réactionnels en phase solide dans le contexte astrophysique, conduisant à la formation de molécules complexes d’un grand intérêt d’un point de vue exobiologique et pour la chimie prébiotique. Pour cela, des analogues simplifiés de glaces interstellaires sont soumis en laboratoire à des photons ultraviolets du vide (VUV) et à des processus thermiques. Ces expériences simulent les conditions physiques extrêmes et la chimie de surface à basse température qui se déroule dans les milieux interstellaire et circumstellaire. Les dispositifs expérimentaux utilisés permettent les analyses in situ des produits formés après les irradiations et/ou les chauffages des glaces qui simulent le flux stellaire et/ou celui d’une étoile jeune à proximité. La spectroscopie infrarouge et la spectrométrie de masse sont utilisées pour l’analyse in situ des glaces suivantes : CO2:CH3NH2, H2O:CO2:CH3NH2, CO:CH3NH2, C2H5NH2 et CH3CN:NH3, soumises à des irradiations VUV et des remontées en température, menant à la formation de nouvelles molécules complexes : (CH3NHCOOH)n, [CH3NH3+] [CH3NHCOO‾ ], [CH3NH3+ ] [NH2CH2COO‾ ], CH3NHCHO, CH3CN et NH2CH2CN. Les informations quantitatives telles que les rendements de formation, les rapports de branchement, les barrières d’activation et les constantes de vitesse sont mesurées
This thesis describes the study of astronomically relevant solid state reaction schemes, leading to complex molecules formation in space which provide a basis for pre-biotic chemistry. To do so, interstellar ice analogues are irradiated by ultraviolet photons and thermally processed separetely. The ice processing simulates the physical and chemical conditions in interstellar and circumstellar environments as well as chemistry occuring on cold surfaces. The experimental set-up described in this thesis allows in situ tracking of reaction products formed in the ice upon VUV irradiation and/or thermal processes, simulating the interstellar radiation field and/or the warming by the neighboring stars. Infrared spectroscopy and mass spectrometry are used to monitor CO2:CH3NH2, H2O:CO2:CH3NH2, CO:CH3NH2, C2H5NH2 and CH3CN:NH3 ice mixtures evolution during both warming process and VUV photolysis, leading to the formation of new chemical species : (CH3NHCOOH)n, [CH3NH3+ ] [CH3NHCOO‾ ], [CH3NH3+ ] [NH2CH2COO‾ ], CH3NHCHO, CH3CNand NH2CH2CN. Quantitative information on products formation yields, branching ratios, activation barriers, and kinetic rates are derived

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Lattelais, Marie. "Etudes théoriques à propos de l'origine exogène des molécules prébiotiques." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00812072.

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Abstract:

La recherche de molécules prébiotiques dans le milieu interstellaire est importante pour comprendre le rôle potentiel de la chimie interstellaire dans la synthèse des molécules à l'origine de la vie. Aujourd'hui nous sommes confrontés à une apparente contradiction observationnelle : des acides aminés ont été identifiés dans les météorites mais aucun n'a été observé de façon certaine dans le milieu interstellaire. Dans un premier temps, nous utilisons les méthodes de calcul moléculaire DFT et ab-initio de la chimie quantique pour étudier la stabilité relative des isomères détectés dans le milieu interstellaire, ce qui nous conduit à établir un "Principe d'Energie Minimale" (PEM) stipulant que l'isomère le plus stable thermodynamiquement est le plus abondant. En s'appuyant sur ce principe, nous évaluons les possibilités de détection de nouvelles molécules prébiotiques dans le milieu interstellaire, en particulier les acides aminés. Puis, en suivant la même démarche, nous vérifions pour les météorites, que le lien entre abondance et ordre thermodynamique est respecté au niveau des acides aminés, ce qui nous permet de contraindre les conditions de formation dans les corps parents. Dans un second temps, nous utilisons les méthodes périodiques en ondes planes pour étudier les collages d'espèces moléculaires sur les grains carbonés et glacés interstellaires. Nous montrons l'existence d'une physisorption sélective pour certains types d'isomères. Elle entraînerait un biais observationnel sur les abondances relatives de ces isomères, ce qui nous donnerait une possibilité d'explication pour les quelques apparentes exceptions au PEM.

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Le, Roy Léna. "Préparation à la caractérisation in-situ de la matière organique cométaire par spectrométrie de masse : application à l'instrument COSIMA." Phd thesis, Université d'Orléans, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00763072.

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Abstract:

Cette thèse s'inscrit dans le cadre de l'expérience de spectrométrie de masse d'ions secondaires à temps de vol, COSIMA, se trouvant à bord de la mission européenne cométaire Rosetta. Cet instrument a pour vocation de collecter puis de mesurer la nature chimique des grains de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko. L'objectif de ma thèse est de préparer et de faciliter l'interprétation des spectres de masse de COSIMA, et plus particulièrement de leur composante organique réfractaire. Pour cela, à partir d'un instrument de laboratoire conçu spécialement pour présenter des caractéristiques instrumentales similaires à COSIMA, les spectres de masse de deux familles de composés purs (hétérocycles azotés et acides carboxyliques) ont été mesurés. Ces données ont été qualifiées en tant que spectres de masse de référence utilisables par l'équipe COSIMA. Cette base de données est le point de départ de la recherche de marqueurs permettant la distinction des molécules constituées d'atomes particuliers. Deux marqueurs ont été trouvés. Néanmoins ils sont à manipuler avec prudence compte tenu des biais pouvant être induits par la présence de minéraux au sein des grains ou de contaminants sur les cibles d'analyse. L'analyse d'analogues de la matière organique cométaire a également été effectuée. Il en ressort que les mesures réalisées avec COSIMA peuvent présenter des biais importants. L'identification des polymères de HCN en est d'ailleurs compromise. Toutefois, l'analyse d'un grain de la météorite de Murchison montre que la distinction entre les composantes minérale et organique est facilement réalisable. De plus, les signatures de composés clés comme l'hexaméthylènetétramine ou le polyoxyméthylène (POM) sont clairement identifiables dans le mode positif de l'instrument. Le POM étant thermiquement instable, une étude cinétique de sa dégradation thermique a été réalisée en vue de contraindre la stratégie opérationnelle à adopter pour sa détection. Pour maximiser les chances de le détecter dans les grains cométaires, les analyses par COSIMA doivent être effectuées dans les quinze jours après la collecte des grains.

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Modica, Paola. "From astrophysics to astrobiology : significance of laboratory organic residues from photo-irradiation of cosmic ice analogs." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112329/document.

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Abstract:

Les expériences de laboratoire ont montré que la photo-irradiation ultraviolette d'analogues de glaces astrophysiques suivie de leur réchauffement à température ambiante mène à la formation de résidus organiques réfractaires. Ces résidus, solubles dans l'eau, consistent en un riche mélange de composés organiques incluant entre autres des acides aminés, molécules potentiellement importantes pour la chimie prébiotique. Ces résidus sont considérés comme des analogues de la matière organique réfractaire que l'on pense être synthétisée sur les grains de poussière dans les nuages moléculaires et/ou dans les disques protoplanétaires, produit de l'évolution des glaces, et qui pourra être accrétée plus tard en comètes ou en astéroïdes et finalement délivrée sur la Terre primitive. Ainsi, l'étude de ces analogues, produits dans des conditions astrophysiques pertinentes, représente un outil efficace pour explorer les processus à l'origine de la formation des molécules organiques complexes dans le Système Solaire et en particulier la possible introduction d'excès énantiomériques dans les molécules chirales.Ce travail de thèse est consacré à l'étude de ces résidus organiques, leur caractérisation et les applications astrophysiques de ces résultats. Nous avons utilisé différentes techniques d'analyse comme la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC MS, classique et multidimensionnelle), la spectrométrie de masse par résonnance cyclotronique ionique à transformée de Fourier (FT ICR MS) ou encore la spectroscopie infrarouge. Nous avons mesuré les excès énantiomériques induits dans cinq acides aminés par irradiation de nos analogues avec de la lumière UV polarisée circulairement (UV CPL) et insérons nos résultats dans le cadre d'un scénario astrophysique cohérent pour expliquer l'origine des excès énantiomériques observés dans les acides aminés météoritiques. Nous avons étudié le contenu en acides aminés de la météorite de "Paris" et montré des similarités avec la distribution en acides aminés de nos résidus organiques. Nous avons également produit des analogues plus réalistes de grains interstellaires en incluant une surface silicatée, afin de tester l’effet potentiel de cette surface sur la formation et la nature des résidus organiques. Enfin, nous effectuons une discussion générale à propos de la pertinence de ces résultats dans le contexte astrophysique et soulignons le possible lien entre astrochimie et chimie prébiotique
Laboratory experiments have shown that ultraviolet photo-irradiation of astrophysical ice analogs and their following warm-up until room temperature lead to the formation of refractory organic residues. These residues consist of rich mixtures of organic compounds, including amino acids, which have a potential importance for prebiotic chemistry. They are considered as analogs of the organic refractory materials that are thought to be synthesized on dust grains in molecular clouds and/or in protoplanetary disks, as a product of ices evolution, and that could be later accreted into comets and asteroids and eventually be delivered to the early Earth. Hence, the study of these analogs, produced under astrophysically relevant conditions, represents a valid tool to investigate the processes at work for the origin of complex organic molecules in the Solar System and in particular the possible introduction of enantiomeric excesses in chiral molecules. This PhD work is devoted to the study of these laboratory organic residues, their characterization and the astrophysical applications of the results. We used different analytical techniques such as gas chromatography mass spectrometry (GC MS, classical and multidimensional), Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT ICR MS), and infrared spectroscopy. We measured the enantiomeric excesses induced in five chiral amino acids by UV circularly polarized light (UV CPL) irradiation of our analogs and insert our result in a coherent astrophysical scenario for the origin of the enantiomeric excesses observed in meteoritic amino acids. We studied the amino acid content of the Paris meteorite and evidence some similarities with the distribution of the amino acids in our organic residues. We also produced more realistic analogs of interstellar grains, including a silicate surface, to test the potential effect of such a surface on the formation and nature of organic residues. Finally, we discuss the significance of these results in the astrophysical context and the possible relationship between astrochemistry and prebiotic chemistry

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Thlaijeh, Siveen. "Characterization of organic matter by laser-assisted mass spectrometry : application to paleontology and exobiology." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2018-2021), 2021. https://pepite-depot.univ-lille.fr/ToutIDP/EDSMRE/2021/2021LILUR066.pdf.

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Abstract:

L'origine de la matière organique sur Mars sera étudiée avec le rover « Rosalind Franklin » d'ExoMars à l'aide de plusieurs instruments d'analyse, dont le Mars Organic Molecular Analyzer (MOMA). L'instrument MOMA combine la spectrométrie de masse à laser désorption-ionisation (LDI-MS) et la spectrométrie de masse à chromatographie en phase gazeuse (GC-MS) pour analyser des échantillons de sous-surface. La similitude du LDI-MS de MOMA avec notre instrument LDI-MS / L2MS (spectrométrie de masse laser en deux étapes) nous a encouragés à caractériser la matière organique à partir de différents types d'échantillons, dans le but de fournir une nouvelle méthodologie pour la caractérisation moléculaire à micro-échelle de début de la vie sur Terre et pour soutenir les futures recherches sur Mars.Tout d'abord, nous avons développé une nouvelle source d'ions à injection latérale pour notre spectromètre de masse hybride (radiofréquence/temps de vol) existant permettant la microscopie en transmission et en réflexion et l'imagerie chimique en L2MS et LDI-MS avec une résolution latérale jusqu'à 3 µm.Deuxièmement, la caractérisation des molécules de référence a été réalisée avec L2MS et LDI-MS pour aider à l'identification chimique de différents types de matière organique. Ceux-ci comprenaient un dérivé du tryptophane (acide aminé biotique/abiotique), l'hexylthiophène (proxy pour les hydrocarbures sulfurés), le cholestane (biomarqueur eucaryote), le tocophérol (issu de la photosynthèse) et une porphyrine (dérivé de la chlorophylle). Ainsi, nous donnons un aperçu de la sensibilité de la méthode pour ces classes importantes de molécules et de leurs modèles de fragmentation.Troisièmement, une roche sédimentaire du paléolagon jurassique d'Orbagnoux a été analysée comme indicateur de la matière organique microbienne diagénétiquement sulfurée. Cet échantillon a été choisi suite à la détection récente de molécules sulfurées sur Mars. Les caractérisations chimiques de différents échantillons de roche d'Orbagnoux (roche fraîche et tranche polie) et de ses sous-fractions correspondantes extraites de la roche sédimentaire (extraits solubles, maltène et kérogène) ont été réalisées en utilisant L2MS et LDI. Cela donne accès à des informations moléculaires organiques et inorganiques de diverses classes chimiques d'intérêt telles que les hydrocarbures aromatiques polycycliques, les hydrocarbures oxygénés, thiophéniques et azotés, les clusters de carbonate de calcium/sulfure de fer et les métaux tels que Ni+ ou VO+ qui indiquent la préservation des géoporphyrines.Quatrièmement, une résine Dammar moderne et quatre résines fossiles (ambres) ont été analysées avec LDI-MS pour tester la capacité de la technique à fournir des informations sur les biopolymères fossiles d'origine végétale, y compris leur degré de maturité et/ou leur type botanique. Des différences claires dans les modèles de fragments d'hydrocarbures ont été observées dans les spectres de masse et analysées avec l'analyse des composants principaux
The origin of organic matter on Mars will be investigated with ExoMars’ “Rosalind Franklin” rover using several analytical instruments including the Mars Organic Molecular Analyzer (MOMA). The MOMA instrument combines laser desorption-ionization mass spectrometry (LDI-MS) and gas-chromatography mass spectrometry (GC-MS) to analyze sub-surface samples. The similarity of the LDI-MS of MOMA with our LDI-MS / L2MS (two-step laser mass spectrometry) instrument has encouraged us to characterize organic matter from different types of samples, with the goals of providing new methodology for microscale molecular characterization of early life on Earth and to support future investigations on Mars.First, we developed a new-side injection ion source for our existing hybrid (radiofrequency/time-of-flight) mass spectrometer enabling transmission and reflection microscopy and chemical imaging in L2MS and LDI-MS with a lateral resolution down to 3 µm.Second, characterization of reference molecules was carried with L2MS and LDI-MS to help chemical identification of different types organic matter. These included a tryptophan derivative (biotic/abiotic amino acid), hexylthiophene (proxy for sulfurized hydrocarbons), cholestane (eukaryote biomarker), tocopherol (from photosynthesizers) and a porphyrin (chlorophyll derivative). Thus, we provide insight into the sensitivity of the method for these important classes of molecules, and into their fragmentation patterns.Third, a sedimentary rock from the Jurassic paleolagoon of Orbagnoux was analyzed as a proxy for diagenetically-sulfurized microbial organic matter. This sample was chosen following the recent detection of sulfurized molecules on Mars. Chemical characterizations of different samples of Orbagnoux rock (fresh rock and polished slice) and its corresponding sub-fractions extracted from the sedimentary rock (soluble extracts, maltene and kerogen) were performed using L2MS and LDI. This gives access to organic and inorganic molecular information of various chemical classes of interest such as polycyclic aromatic hydrocarbons, oxygenated, thiophenic, and nitrogenated hydrocarbons, calcium carbonate/iron sulfide clusters, and metals such as Ni+ or VO+ that point to the preservation of geoporphyrins.Fourth, a modern Dammar resin and four fossil resins (ambers) were analyzed in LDI-MS to test the technique capability to provide insights into plant-derived fossil biopolymers, including their maturity grade and/or botanic type. Clear differences in hydrocarbon fragment patterns were observed in mass spectra and analyzed with principal component analysis

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Fresneau, Aurélien. "Simulations expérimentales en laboratoire pour la préparation à l'analyse des données issues de missions spatiales, ainsi que pour l'étude de l'impact en exobiologie de l'évolution de la matière organique au sein d'environnements astrophysiques." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4760/document.

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Abstract:

Les grains de poussière se trouvant dans les nuages moléculaires denses jouent un grand rôle dans la formation de molécules organiques complexes. Ces grains sont recouverts d'un manteau glacé contenant des molécules primitives. Au cours de l'évolution des nuages moléculaires vers des systèmes planétaires, les grains sont soumis à des processus énergétiques transformant la matière organique présente dans les glaces. Les grains finissent par être intégrés dans les petits corps du système solaire tels que les comètes et les astéroïdes. Cette thèse cherche à simuler en laboratoire l'évolution chimique de ces glaces. Des analogues de ces glaces sont formés sur un substrat à basse température, et sont irradiés avec des photons UV et/ou réchauffés afin de simuler les processus astrophysiques. On forme ainsi un résidu organique que l'on caractérise grâce à la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) et la spectrométrie de masse à très haute résolution (VHRMS) par Orbitrap.Nous avons d'abord effectué des études mécanistiques centrées autour de la formation d'aminoalcools et d'hydroxynitriles lors du réchauffement de glaces contenant de l'acétaldéhyde (CH$_3$CHO) ou de l'acétone ((CH$_3$)$_2$CO) avec NH$_3$, HCN et H$_2$O. Nous avons ensuite étudié la composition globale de résidus issus de l'irradiation et du réchauffement de glaces contenant H$_2$O, CH$_3$OH, et NH$_3$. Nous présentons une nouvelle approche pour interpréter les données Orbitrap de ces résidus. Les similarités trouvées avec des analyses de matière organique météoritique issues de la littérature laissent à penser qu'une partie de son évolution pourrait être semblable à celle de nos résidus
Dust grains located in dense molecular clouds play a major role in the formation of complex organic molecules. These grains are covered by icy mantles containing primitive molecules. Dense molecular clouds can collapse and lead to the formation of planetary systems such as our own. During this evolution, the grains are exposed to energetic processes which transform the organic matter inside the ices. The grains are ultimately incorporated into small solar system bodies such as comets and asteroids, which can then contribute to the exogenous delivery of organic matter on Earth. In this context, this thesis focuses on simulating the chemical evolution of ices. To that end, ice analogues are formed by condensing a relevant gas mixture on a cold substrate. These interstellar ice analogues are irradiated with UV photons and/or heated in order to simulate astrophysical processes. An organic residue is formed which we characterized with Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and very high resolution mass spectrometry (VHRMS) by Orbitrap.First, we performed mechanistic studies focused on the formation of aminoalcohols and hydroxynitriles from the warming of ices containing acetaldehyde (CH$_3$CHO) or acetone ((CH$_3$)$_2$CO) with NH$_3$, HCN and H$_2$O. Secondly, we studied the global composition of residues made from irradiation and warming of ices containing H$_2$O, CH$_3$OH, and NH$_3$. We present a new approach to interpret Orbitrap data of the residues. Similarities observed with meteoritic organic matter analyses found in the literature could mean that some of the evolution that led to meteoritic organic matter is shared with the evolution of our residues

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Fresneau, Aurélien. "Simulations expérimentales en laboratoire pour la préparation à l'analyse des données issues de missions spatiales, ainsi que pour l'étude de l'impact en exobiologie de l'évolution de la matière organique au sein d'environnements astrophysiques." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4760.

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Abstract:

Les grains de poussière se trouvant dans les nuages moléculaires denses jouent un grand rôle dans la formation de molécules organiques complexes. Ces grains sont recouverts d'un manteau glacé contenant des molécules primitives. Au cours de l'évolution des nuages moléculaires vers des systèmes planétaires, les grains sont soumis à des processus énergétiques transformant la matière organique présente dans les glaces. Les grains finissent par être intégrés dans les petits corps du système solaire tels que les comètes et les astéroïdes. Cette thèse cherche à simuler en laboratoire l'évolution chimique de ces glaces. Des analogues de ces glaces sont formés sur un substrat à basse température, et sont irradiés avec des photons UV et/ou réchauffés afin de simuler les processus astrophysiques. On forme ainsi un résidu organique que l'on caractérise grâce à la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) et la spectrométrie de masse à très haute résolution (VHRMS) par Orbitrap.Nous avons d'abord effectué des études mécanistiques centrées autour de la formation d'aminoalcools et d'hydroxynitriles lors du réchauffement de glaces contenant de l'acétaldéhyde (CH₃CHO) ou de l'acétone ((CH₃)₂CO) avec NH₃, HCN et H₂O. Nous avons ensuite étudié la composition globale de résidus issus de l'irradiation et du réchauffement de glaces contenant H₂O, CH₃OH, et NH₃. Nous présentons une nouvelle approche pour interpréter les données Orbitrap de ces résidus. Les similarités trouvées avec des analyses de matière organique météoritique issues de la littérature laissent à penser qu'une partie de son évolution pourrait être semblable à celle de nos résidus
Dust grains located in dense molecular clouds play a major role in the formation of complex organic molecules. These grains are covered by icy mantles containing primitive molecules. Dense molecular clouds can collapse and lead to the formation of planetary systems such as our own. During this evolution, the grains are exposed to energetic processes which transform the organic matter inside the ices. The grains are ultimately incorporated into small solar system bodies such as comets and asteroids, which can then contribute to the exogenous delivery of organic matter on Earth. In this context, this thesis focuses on simulating the chemical evolution of ices. To that end, ice analogues are formed by condensing a relevant gas mixture on a cold substrate. These interstellar ice analogues are irradiated with UV photons and/or heated in order to simulate astrophysical processes. An organic residue is formed which we characterized with Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and very high resolution mass spectrometry (VHRMS) by Orbitrap.First, we performed mechanistic studies focused on the formation of aminoalcohols and hydroxynitriles from the warming of ices containing acetaldehyde (CH₃CHO) or acetone ((CH₃)₂CO) with NH₃, HCN and H₂O. Secondly, we studied the global composition of residues made from irradiation and warming of ices containing H₂O, CH₃OH, and NH₃. We present a new approach to interpret Orbitrap data of the residues. Similarities observed with meteoritic organic matter analyses found in the literature could mean that some of the evolution that led to meteoritic organic matter is shared with the evolution of our residues

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Le, Postollec A. "Étude de la résistance aux conditions spatiales d'une biopuce dédiée à la détection de molécules organiques sur les corps du Système solaire." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00376846.

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Abstract:

Outils miniaturisés, polyvalents et sensibles, les biopuces constituent un type d'instrument très prometteur pour la recherche de vie dans le Système solaire. Elles peuvent en effet détecter une grande variété de molécules organiques, ainsi que des bactéries, avec un haut degré de spécificité et de sensibilité. Les biopuces sont actuellement très usitées dans les domaines médical et environnemental, mais aucun instrument à base de biopuce n'a encore été conçu dans le cadre d'une mission spatiale. Pour adapter un tel instrument à ce nouvel environnement, il est nécessaire d'effectuer une étude approfondie de l'impact des contraintes spatiales sur l'ensemble de ses composants.

Cette thèse s'insère dans le projet BiOMAS (Biochip for Organic Matter Analysis in Space), financé par le CNES, qui vise à développer une biopuce dédiée au spatial. Le principal objectif de la thèse est d'évaluer la résistance des composants de cette biopuce face aux diverses contraintes spatiales.
Dans un premier temps, nous avons étudié la résistance de la lame de la biopuce, c'est-à-dire le support solide de l'instrument. Plusieurs types de matériaux (verre, thermoplatiques, élastomère) ont été comparés en termes de dégazage, résistance aux solvants organiques et comportement thermique et mécanique, afin d'identifier celui qui répond le mieux au cahier des charges que nous avons établi. Parmi les différents candidats testés, le CycloOléfine Copolymère (COC) s'impose comme le meilleur matériau pour la réalisation d'une biopuce spatiale.
Dans un second temps, des études de résistance aux contraintes spatiales ont été menées pour la première fois sur des anticorps (qui servent de sondes de reconnaissance dans les biopuces). L'objectif est de déterminer l'évolution de leur comportement lors de cycles thermiques et sous divers types d'irradiations. Nous avons mis en place un outil de simulation performant, sur la base de l'outil Geant 4 du CERN, qui nous a permis de déterminer le type de particules ainsi que les gammes d'énergies pertinentes pour les expériences d'irradiation. Deux campagnes d'irradiation ont été menées sur la plateforme AIFIRA du CENBG à Bordeaux. Nous avons notamment démontré la bonne résistance des anticorps face à des flux de neutrons de faibles énergies.

Ce travail de thèse, fortement pluridisciplinaire, a nécessité la mise en place de nombreuses collaborations complémentaires entre des planétologues, des biochimistes, des physiciens nucléaires et des experts en matériaux. Les résultats que nous avons obtenus sont d'une importance capitale pour la réalisation d'une biopuce spatiale opérationnelle et fiable.

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Favre, Cécile. "Étude interférométrique du formiate de méthyle et d’autres molécules complexes dans la nébuleuse d’Orion Kleinmann-Low." Thesis, Bordeaux 1, 2010. http://www.theses.fr/2010BOR14146/document.

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Abstract:

Un peu plus de 150 molécules ont été détectées dans le milieu interstellaire et circumstellaire. Parmi elles, nous dénombrons une soixantaine de molécules complexes composées d'au moins 6 atomes. La chimie du milieu interstellaire, synthétisant des molécules plus ou moins complexes à la surface des grains ou en phase gazeuse, est très différente de celle connue sur Terre. À ce jour, seules l'observation et l'analyse de l'émission des différentes espèces moléculaires permettent de contraindre les modèles de chimie interstellaire.Au cours de cette thèse, j'ai recherché des molécules complexes au sein de la nébuleuse d'Orion Kleinmann-Low qui est la région de formation d'étoiles massives la plus proche de nous. De nombreuses étoiles de faible masse s'y forment également. Je me suis intéressée en particulier à la molécule du formiate de méthyle HCOOCH3 qui est une molécule complexe abondante et qui s'est révélée être un traceur de température et de structure de l'ensemble de la région étudiée. Grâce à des observations millimétriques de hautes résolutions spatiales et spectrales (respectivement de 7’’ à 2’’ et de 2.3 km/s à 0.4 km/s), obtenues avec l'interféromètre du Plateau de Bure de l'IRAM, j'ai réalisé une étude détaillée de l'émission cette molécule oxygénée dans la région du Compact Ridge. Notre étude montre que cette région particulière semble être chauffée par des mécanismes externes tels des chocs. De plus, nos observations en direction du Compact Ridge et de son voisinage tendent à confirmer la désorption suite à un choc du formiate de méthyle, ou d'un de ses précurseurs, formé à la surface des grains interstellaires.J'ai également recherché les deux isomères de formule [C2H4O2] du formiate de méthyle : le glycolaldéhyde et l'acide acétique. Leur étude a montré la difficulté de détecter des molécules peu abondantes dans Orion K-L en raison d'une confusion spectrale importante, mettant ainsi en évidence la nécessité d'observations de hautes résolutions aussi bien spatiale que spectrale pour la recherche de molécules comme le permettra l'interféromètre ALMA. Les limites supérieures de densité de colonne déduites de nos données pour le pré-sucre glycolaldehyde (CH2OHCHO, détecté dans SgrB2) sont très contraignantes pour les modèles de chimie. Nos résultats pourraient permettre une avancée dans la compréhension de l'origine de cette espèce moléculaire
Over 150 different molecular species have been detected in the interstellar and circumstellar media. Among these, approximatively 60 are complex molecules and contain 6 or more atoms. The interstellar chemical processes that form more or less complex molecules, either on the surface of dust grains or in gas phase, are different from the processes we know on Earth. The only way to constrain chemical models relies on the observation and the analysis of the emission coming from various molecular species.The main goal of my PhD is to look for complex molecules in the nearest star forming region with both high and low mass stars, the Orion Kleinmann-Low nebula. I specially studied the emission of the methyl formate molecule (HCOOCH3) which appeared to be an abundant molecule and a good probe of the temperature and structure of Orion K-L.Using high spectral and spatial resolution millimetre observations (from 7’’ to 2’’ and from 2.3 km/s to 0.4 km/s, respectively) from the IRAM Plateau de Bure Interferometer, I carried out a detailed study of the emission of this O-bearing molecule towards the Compact Ridge component. Our study shows that this region seems to be heated by external mechanisms (e.g. shocks).Moreover, our observations toward the Compact Ridge region and its surroundings tend to confirm that methyl formate or a precursor seems to be formed on grain surfaces and is subsequently desorbed due to shocks.I also looked for the two isomers of methyl formate [C2H4O2] : glycolaldehyde and acetic acid. Owing to strong spectral confusion in the region, it is very difficult to detect low abundance molecules such as these two isomers. In order to lower the confusion level, higher spatial as well as spectral resolutions must be achieved which ALMA will soon allow.We derived upper limits for the column density of glycolaldehyde, a precursor of sugar (CH2OHCHO that has been detected towards SgrB2), these limits provide strong constraints for chemical models

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Journaux, Baptiste. "Pétrologie et rhéologie des glaces planétaires de haute pression." Phd thesis, Ecole normale supérieure de lyon - ENS LYON, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01017171.

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Abstract:

La glace de H2O est présente dans de nombreux environnements planétaires, et notamment sous forme de polymorphe de haute pression au sein des satellites de glaces ainsi que dans le manteau des planètes extrasolaires, dites planètes océan. La diversité des conditions thermodynamiques prédite au sein de ces corps planétaires a souligné le besoin de nouvelles données de laboratoire et de calculs sur les glaces de H2O afin de pouvoir modéliser leur évolution et leur structure interne.Si les propriétés structurales et spectroscopiques des pôles purs de ces glaces sont déjà relativement bien connues, une description pétrologique plus réaliste des solutions solides et des phases riches en impureté, manque encore à la communauté. Ce travail de thèse s'est concentré sur l'étude de la fusion des glaces VI et VII dans le binaire H2O-NaCl grâce aux techniques de cellules à enclumes en diamants et la spectroscopie vibrationelle Raman. Ces données ont été complétées par des mesures du fractionnement du sel analogue RbI entre les glace VI et VII et le fluide aqueux en utilisant la cartographie de fluorescence X et de diffraction des rayons X réalisées à l'European Synchrotron Research Facility (Grenoble). Ceci as permis de mettre en évidence une inversion de densité entre le fluide riche en sel et la glace VI et de révéler une forte différence de partage du sel entre la glace VI et la glace VII avec un coefficient de partage du RbI estimé à Kd(VI-VII)=4.5(±2.7)10-2.Au sein des plus gros corps riches en H2O appelés planète océan, le manteau de glace potentiellement épais de plus de 1000 km abrite un type de glace de ultra haute pression appelé glace X. Cette phase de la glace d'eau est unique de part sa structure cristallographique ionique, contrairement aux autres glaces de plus basse pression, toutes de structure moléculaire. Cette caractéristique structurale et l'absence de données concernant ses propriétés mécaniques ont motivé l'étude de ses propriétés élastiques et plastiques. Ainsi à partir de calcul ab initio et du modèle de Peierls Nabarro, j'ai pu déterminer une forte variation de l'anisotropie élastique avec la pression, les différentes structures de cœurs des dislocations vis et coin et les systèmes de glissement préférentiels au sein de la glace X dans son champ de stabilité de 100 à 350 GPa. Nos calculs suggèrent que la déformation de la glace X est toujours localisée sur le plan {110} et que le système <110>{110} contrôle la déformation plastique en dessous de 250 GPa et que le système <100>{110} est dominant à plus haute pression. Nos résultats montrent aussi que si l'anisotropie élastique augmente rapidement avec la pression, la plasticité de la glace X devient quasi-isotrope à 350 GPa.

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Bertrand, Marylène. "Origine exogène des acides aminés prébiotiques." Thesis, Orléans, 2009. http://www.theses.fr/2009ORLE2025/document.

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Abstract:

Cette étude vise à conforter l’apport de matière organique extraterrestre via les météorites et les micrométéorites. Elle permet de mieux cerner les conditions dans lesquelles les molécules organiques, synthétisées dans l’espace, ont contribué à l’émergence de la vie sur Terre il y a environ quatre milliards d’années. Pour cela, des molécules organiques ont été exposées aux conditions de l’espace à bord de la station spatiale internationale et également irradiées en laboratoire lors d’expériences au sol. Par ailleurs, des molécules organiques associées à une argile, ont été soumises à des chocs mécaniques pour simuler des impacts météoritiques. Des acides aminés et des dipeptides ont été choisis pour ces études en raison de leur intérêt prébiotique et de la diversité des groupements fonctionnels qu’ils offrent. Des méthodes de fonctionnalisation pour l’analyse chirale ou non chirale de ces molécules par chromatographie gazeuse couplée à un spectromètre de masse ont été développées. Les expériences démontrent que la résistance des molécules à l’irradiation et à l’impact est fonction de la nature chimique des composés. De ce fait, le transport dans l’espace et l’impact météoritique pourraient servir de filtres moléculaires en favorisant certaines molécules au détriment d’autres
This study concerns the transport to Earth of exogenic organic matter by meteorites or micrometeorites in order to better determine the conditions under which organic molecules synthesized in space contributed to the emergence of the life on Earth four billion years ago or more. Organic molecules were exposed to space conditions on board the international space station as well as in laboratory experiments. Moreover, simulated meteorite impacts on organic molecules associated with a clay were carried out to determine the survival of the organic components. Amino-acids and dipeptides were selected for these studies because of their prebiotic interest and for the diversity of their functional groups. Methods of derivatization for chiral and not chiral analysis of these molecules by gas chromatography coupled to a mass spectrometer were developed. The results of the experiments show that the resistance of the molecules to irradiation and to impact is a function of their chemical nature, and that transport in the space environment as well meteoritic impact could be used as molecular filters by favouring the survival of certain molecules rather than others

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Guez, Lionel. "Modélisation des changements de phase dans la basse atmosphère de Titan." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007042.

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Abstract:

I -- Importance des changements de phase et de la nucléation dans la basse atmosphère de Titan -- Nous soulignons les interactions entre les changements de phase dans la basse atmosphère et d'autres phénomènes qui se produisent sur Titan. Les processus de changements de phase peuvent affecter la photochimie, la nature de la surface exposée de Titan et donc ses propriétés optiques, et le profil de température de l'atmosphère. Nous passons en revue les indices d'une nucléation difficile dans l'atmosphère de Titan et nous essayons de montrer que la description de la nucléation est une priorité dans la modélisation des changements de phase. Les résultats de l'analyse des spectres d'IRIS et les basses températures qui impliquent des phases solides et non liquides fournissent les principaux arguments en faveur de la modélisation de la nucléation. Dans le cadre de la théorie classique de la nucléation, nous proposons une définition et une valeur du taux de nucléation critique adaptées à l'étude de l'atmosphère de Titan. A partir de ce taux critique, nous calculons l'angle de contact du méthane sur les aérosols nécessaire pour que l'inhibition de la nucléation du méthane puisse expliquer la sursaturation suggérée par les observations d'IRIS. -- II -- Estimation des angles de contact et des enthalpies libres surfaciques des phases solides -- Ces paramètres sont essentiels pour la description de la nucléation. Comme les données expérimentales pour les phases solides des espèces qui nous intéressent ne sont pas disponibles, nous relevons dans la littérature et mettons bout à bout des méthodes pour l'estimation des angles de contact et des enthalpies libres surfaciques des solides. L'enthalpie libre surfacique s d'un solide peut être reliée à la tension superficielle du liquide et aux chaleurs latentes de vaporisation et de sublimation. Cependant, quelques variations sur ce thème ont été proposées. Afin de choisir la corrélation adéquate pour les hydrocarbures et les nitriles solides, s peut être estimé pour quelques espèces de référence à partir de la constante d'Hamaker. La constante d'Hamaker est elle-même liée à la permittivité diélectrique, donc au spectre d'absorption de la phase solide. Ainsi, nous établissons un pont entre les études de laboratoire en cours sur les spectres des hydrocarbures et des nitriles solides, et le calcul des enthalpies libres surfaciques et des angles de contact. -- III -- Élaboration de modèles pour la description des changements de phase dans la basse atmosphère de Titan -- Les phénomènes essentiels qui doivent être décrits dans un modèle de changements de phase, outre la condensation et l'évaporation, sont la nucléation, la sédimentation des aérosols et le transport de gaz par diffusion turbulente. La nucléation est décrite à l'aide de la théorie classique. L'angle de contact n'est pas supposé nul, c'est un paramètre libre. Nous parvenons à mettre tous ces phénomènes ensemble en équation, en gérant des problèmes tels que le volume des aérosols juste après la nucléation et le traitement des aérosols de taille inférieure au rayon d'équilibre associé à l'effet Kelvin. Comme nous nous attendons à une évolution non stationnaire pour certaines valeurs de l'angle de contact, nous laissons le modèle dépendre du temps. Par conséquent, le modèle (numéroté 3) est représenté par un système d'équation aux dérivées partielles. Afin de vérifier la validité du modèle lui-même (la manière dont la nucléation est mise en équations) et la validité de la résolution numérique à venir, nous considérons un modèle (numéroté 2) plus simple avec nucléation instantanée, et nous démontrons que les solutions du modèle 3 doivent tendre vers une solution du modèle 2 lorsque l'angle de contact et l'enthalpie libre surfacique de la phase condensée tendent vers zéro. -- IV -- Nous étudions deux autres modèles simples. L'un des modèles (numéroté 1) suppose une sursaturation négligeable pour toutes les espèces. Ce modèle très facile à mettre en oeuvre permet de comprendre l'influence de certains paramètres comme le coefficient de diffusion turbulente, le flux de masse de tholins arrivant de la haute atmosphère, le rayon des particules de tholins et les fractions molaires en phase gazeuse à la surface. En particulier, pour des valeurs plausibles de ces paramètres (trouvées dans la littérature), en étudiant l'auto-cohérence du modèle, nous montrons que la sursaturation éventuelle du méthane serait due à l'inhibition de la nucléation ou à la coagulation plutôt qu'à la dynamique du transport gazeux et de la condensation (après la nucléation). Ainsi, la faible sursaturation n'est pas réellement une hypothèse et le modèle 1 donne des résultats corrects si la nucléation est facile et la coagulation peu importante. Dans ce cas, le cycle d'évaporation et de condensation du méthane dans la troposphère entraîne l'évaporation de typiquement quelques centimètres, et jusqu'à 50 cm, de méthane par an. L'échange de chaleur latente concomitant peut être de l'ordre de 0,1 W.m-2, et jusqu'à 3 W.m-2. La condensation de l'acétylène commence à environ 61 km, celle de l'éthane à 51 km. A la tropopause, le rayon des aérosols atteint approximativement 3 fois le rayon des noyaux de tholins. A 20 km, suite à la condensation du méthane, le rayon a augmenté jusqu'à une valeur qui est typiquement 200 fois supérieure au rayon des noyaux de tholins. Enfin, nous construisons un modèle spécialement pour illustrer le comportement périodique potentiel associé à certaines valeurs de l'angle de contact. Par opposition aux autres modèles, celui-ci ne prétend pas fournir des valeurs pour les propriétés de l'atmosphère de Titan, mais seulement une information qualitative. La périodicité est attendue quand l'abondance donnée par le modèle avec nucléation instantanée est nettement plus faible que l'abondance critique (déduite du taux de nucléation critique), elle-même nettement plus faible que l'abondance en l'absence de condensation. La période diminue alors avec l'abondance critique.

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Bost, Nicolas. "L'analyse géochimique et minéralogique de matériaux analogues de Mars et la création de l'International Space Analogue Rock Store." Phd thesis, Université d'Orléans, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00747077.

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Abstract:

L'objectif de la thèse est de créer une collection de roches et minéraux analogues pour calibrer et tester les futurs (et existants) instruments de vol, en accord avec la géologie de Mars afin de préparer les futures missions in situ (MSL-2011 et ExoMars-2018). Les échantillons sont caractérisés avec des instruments de laboratoire (microscope, Raman, IR, DRX, MEB, microsonde électronique, et ICP-MS), mais aussi avec des instruments de vol en développement (Mössbauer MIMOS II, les spectromètres ExoMars Raman et IR (MicroOmega)). L'ensemble des échantillons sont décrits sur une base de données en ligne à l'adresse : www.isar.cnrs-orleans.fr. Une partie de cette thèse est dédiée au développement d'un instrument de cathodoluminescence, qui peut être adapté au spatial. L'étude des processus d'altération des basaltes sur Terre montrant des similarités avec les processus de surface et de subsurface présent sur Mars, permet d'aider à mieux comprendre et interpréter les objets sur Mars. Pour cela, et pour compléter la collection, des basaltes altérés dans des conditions hydrothermales et acides ont été collecté dans la mine de Skouriotissa à Chypre. L'évolution minéralogique des basaltes à travers les différents facies d'altération a été étudiée. Parce que les basaltes terrestres sont plus pauvres en Fe et Mg que les basaltes martiens, deux basaltes artificiels ont été synthétisé. Ces deux échantillons sont différents en terme de refroidissement (~110°C/h et trempé). On note que le basalte refroidi lentement montre des textures spinifex similaires aux komatiites. Si ce type de basalte est présent sur Mars, et altéré en présence d'eau, ceci peut avoir d'importantes implications exobiologiques.

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Noblet, Audrey. "Recherche d'indices de vie sur Mars : Caractérisation de l'évolution de molécules organiques soumises aux conditions d'irradiation et d'oxydation représentatives de la surface de Mars." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00653738.

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Abstract:

La recherche de traces minérales ou organiques témoignant d'une habitabilité passée ou présente de la surface de la planète Mars est au coeur du programme d'exploration de la planète. De nombreuses molécules organiques ont pu être apportées ou synthétisées à la surface depuis la formation de la planète. Cependant, aucune molécule organique n'a été identifiée de manière ferme jusqu'à aujourd'hui. Or, les conditions environnementales martiennes actuelles sont favorables à l'évolution voire à la dégradation des molécules organiques à cause de la présence de rayonnement ultraviolet énergétique, de particules énergétiques et de processus d'oxydation. La compréhension de l'évolution des molécules organiques dans cet environnement permettra de préparer et d'aider à l'interprétation de futures missions d'exploration in situ de la surface de Mars comme les missions MSL 2011 et ExoMars 2018. Afin de caractériser l'évolution de la matière organique à la surface de Mars, j'ai développé un dispositif expérimental original permettant d'étudier l'évolution de molécules organiques soumises aux conditions d'irradiation et d'oxydation régnant à la surface de Mars. Ce dispositif est capable de simuler les interactions entre la matière organique, les phases minérales, la glace d'eau et le rayonnement UV. La première cible de cette étude est la glycine, un acide aminé du vivant. La glycine est rapidement photodissociée dans les conditions de température et de pression représentatives de la surface de Mars. La présence de particules minérales ne provoque pas d'effet catalyseur ou de protecteur sur l'évolution de la glycine. Au contraire la présence de glace d'eau semble accélérer la dégradation de la glycine, probablement grâce à la formation d'espèces radicalaires lors de la photolyse de la glace d'eau. Ces expériences ont permis de qualifier le dispositif expérimental et ouvrir de nombreuses perspectives.

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Capalbo, Fernando. "Composition et température de l'haute atmosphère de Titan à partir des occultations stellaires et solaires mesurées par Cassini-spectrographe d'imagerie ultraviolet." Thesis, Paris Est, 2013. http://www.theses.fr/2013PEST1101/document.

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Abstract:

Ce projet de thèse porte sur l'étude de la haute atmosphère de Titan à partir de mesures en laboratoire de sections efficaces d'absorption et de l'analyse des données de Cassini-UVIS.La caractérisation de l'instrument et des observations effectuées par UVIS était nécessaire. Les données provenant des canaux ultraviolet lointain (FUV) et ultraviolet extrême (EUV) d'UVIS ont été analysées et corrigées des effets instrumentaux. A partir de l'analyse de huit occultations solaires dans l'EUV, les profils de densité volumique de N2 et CH4 ont été déterminés par une méthode d'inversion avec régularisation. Les températures ont ensuite été obtenues à partir des profils de N2 en supposant une haute atmosphère isotherme. Les occultations stellaires dans le FUV ont été modélisés et une technique de détermination des densités caractérisée. La possibilité de détection de différentes molécules (dont certaines n'avaient jamais été observés par cette technique avant) a été analysée. Puis, en utilisant l'algorithme de minimisation de Levenberg–Marquardt, les profils de densité de colonne pour différents hydrocarbures et de profondeurs optiques pour les aérosols ont été obtenus à partir de données simulés. Les densités de colonne ont été inversées avec une procédure de régularisation afin d'obtenir des profils de densité volumique pour les hydrocarbures et des profils d'extinction pour les aérosols. La procédure a finalement été appliquée à deux occultations stellaires mesurées par UVIS. Les hydrocarbures étudiés sont CH4, C2H2, HCN, C2H4, C4H2, HC3N et C6H6.Les profils issus des occultations stellaires et solaires ont été obtenus pour différentes dates et des différents lieux. Les profils et les températures dérivés ont donc été analysés en fonction des variables géographiques et temporelles : latitude, longitude, date d'observation, etc. La variabilité atmosphérique est discutée à la lumière de ces résultats.Le benzène (C6H6), une molécule détectée dans l'atmosphère de Titan, est particulièrement importante car elle est considéré comme intermédiaire entre le gaz et la formation des particules solides. Des mesures de l'absorption du benzène dans le domaine ultraviolet, à des températures qui couvrent une gamme de température allant de l'ambiante à 215 K, ont été réalisées dans différentes installations internationales. A partir de ces mesures, la section efficace d'absorption du benzène a été déterminée et analysée en termes des transitions observées et en fonction de la température de mesure. Ces résultats ont été utilisés dans le calcul d'abondance de C6H6 dans la thermosphère de Titan comme indiqué dans les paragraphes précédents.En résumé, l'analyse des observations UVIS présentées contribuent à la caractérisation de la haute atmosphère à travers des profils de N2, de températures thermosphériques et des profils de différents hydrocarbures et nitrile. Ces données d'observation aideront à contraindre les modèles photochimiques. Les profils d'abondance donnés en fonction de différentes coordonnées géographiques et temporelles pourront être utilisés pour étudier plus avant la variabilité atmosphérique. Les résultats de ce travail aideront donc à la compréhension de la composition et la dynamique de l'haute atmosphère de Titan. Cette connaissance, combinée avec des informations sur la basse atmosphère et la surface de Titan, aidera à comprendre l'évolution de molécules organiques dans ce corps céleste abiotique voisin.Les résultats de ce travail aideront donc à la compréhension de la composition et la dynamique de la haute atmosphère de Titan. Cette connaissance, combinée avec des informations sur la basse atmosphère et la surface de Titan, aidera à comprendre l'évolution de molécules organiques dans ce corps céleste abiotique voisin
This PhD project focuses on the study of the upper atmosphere of Titan from the analysis of Cassini-UVIS data and laboratory measurements of absorption cross sections.A characterization of the UVIS instrument and observations was necessary. Data from the Far UltraViolet (FUV) and Extreme UltraViolet (EUV) channels of UVIS were analyzed and corrected for instrument effects. From the analysis of 8 solar occultations in EUV, N2 and CH4 number density profiles were derived with an inversion regularization method. Temperatures were obtained from the N2 profiles assuming an isothermal upper atmosphere. Stellar occultations in FUV were modeled and a density retrieval technique characterized. The possibility of detection for different molecules (some of them not detected by this technique before) was analyzed. Then, using a Levenberg-Marquardt minimization algorithm, column density profiles for different hydrocarbons and nitriles, and optical depth of aerosols were obtained from simulated data. The column densities and optical depth were inverted with a regularization method to obtain number density profiles for the molecules and extinction profiles for the aerosols. The procedure was finally applied to 2 stellar occultations measured by UVIS. The species studied are CH4, C2H2, HCN, C2H4, C4H2, C6H6, HC3N, CH3, and aerosols (AER). The profiles from the stellar and solar occultations were obtained for different times and locations. The temperatures derived were analyzed as a function of geographical and temporal variables---latitude, longitude, date of observation, etc.---without a clear correlation with any of them, although a trend of decreasing temperature towards the poles could be observed. The globally averaged temperature obtained is (144 +/- 2) K. Atmospheric variability was discussed on the light of these results.Benzene (C6H6) is an important molecule detected in Titan's atmosphere because it is thought to be intermediate between the gas and solid particle formation. Measurements of absorption in the ultraviolet by benzene gas, at temperatures covering the range from room temperature to 215 K, were performed in different international facilities. From them, benzene absorption cross sections were derived and analyzed in terms on the transitions observed. No significant variation with measurement temperature was observed. Implications of this results for the identification of benzene in Titan's thermosphere by UVIS were discussed. The absorption cross sections were used in the derivation of C6H6 abundances in Titan's thermosphere commented above.In summary the analysis of UVIS observations presented contribute to the characterization of the upper atmosphere through N2 density profiles, thermospheric temperatures, density profiles of minor species and extinction profiles from aerosols. This observational data will help to constrain and contrast photochemical models. The abundance profiles and temperatures given for different geographical and temporal coordinates can be used to further study the atmospheric variability. As a whole, the results of this work are expected to help in the understanding of Titan's upper atmospheric composition and dynamics. This knowledge, combined with information about Titan's lower atmosphere and surface, will help to understand the evolution of organic molecules in this neighboring abiotic celestial body

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Berry, Bonnie. "GROWTH AND SURVIVAL OF BACTERIA IN SIMULATED MARTIAN CONDITIONS." Master's thesis, University of Central Florida, 2008. http://digital.library.ucf.edu/cdm/ref/collection/ETD/id/3190.

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Abstract:

Escherichia coli and Serratia liquefaciens, two common microbial spacecraft contaminants known to replicate under low atmospheric pressures of 25 mb, were tested for growth and survival in simulated martian conditions. Stressors of high salinity, low temperature, and low pressure were screened alone and in combination to determine how they might affect microbial activity. Growth and survival of E. coli and S. liquefaciens under low temperatures (30, 20, 10, or 5 °C) with increasing concentrations (0, 5, 10, or 20 %) of three salts believed to be present on the surface of Mars (MgCl2, MgSO4, NaCl) were monitored over 7 d. Results indicated higher growth rates for E. coli and S. liquefaciens at 30 and 20 °C and in solutions without salt or in 5 % concentrations. No increase in cell density occurred under the highest salt concentrations at any temperatures tested; however, survival rates were high, especially at 10 and 5 °C. Growth rates of E. coli and S. liquefaciens with and without salts at 1013, 100, or 25 mb of total atmospheric pressure were robust under all pressures. In a final experiment, E. coli was maintained in Mars-simulant soils in a Mars Simulation Chamber. Temperatures within the chamber were changed diurnally from -50 °C to 20 °C; UV light was present during daytime operation (8 hrs), and pressure was held at a constant 7.1 mb in a Mars atmosphere for 7 d. Results from the full-scale Mars simulation indicated that E. coli failed to increase its populations under simulated Mars conditions, but was not killed off by the low pressure, low temperature, or high salinity conditions. Escherichia coli, and potentially other bacteria from Earth, may be able to survive on Mars. Surviving bacteria may interfere with scientific studies or, if future conditions become more favorable for microbial growth, modify the martian atmosphere and biogeochemistry.
M.S.
Department of Biology
Sciences
Biology MS

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Richardson, Justin. "Assessing the preservation potential of biogenic features in pre-Neogene tufas and travertines applications to exobiology /." Connect to this title online, 2005. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc%5Fnum=bgsu1116873156.

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Phillips, Stephen James McGregor. "Development of methodology for astrobiological sampling and analysis." Thesis, University of Aberdeen, 2011. http://digitool.abdn.ac.uk:80/webclient/DeliveryManager?pid=174706.

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Abstract:

The aim of the thesis is to improve the strategy for exploration of life on Mars and potentially other planetary bodies. This was achieved through the analysis of terrestrial analogues, particularly for targets on the surface of Mars. The search for evidence of life requires optimising several aspects including choice of samples, sample preparation and sample analysis. Analogues selected include snow/ice, evaporites and weathered volcanics. The determination of optimal parameters for extraction of biomarkers was performed on carbon-rich and carbon-poor samples using powdered limestone-shale pairs and on weathered basalt. For all samples, extraction efficiency increased (i) up to about 35°C then did not increase further with temperature; (ii) with smaller grain size; (iii) up to 24 hours extraction time then did not increase further. These data indicate that extraction protocols could be optimised in advance. Dry core drilling experiments showed that the resultant powder obscured visual observation, the range of particle sizes did not allow for the most efficient extraction of organics, and the core powder contained less biomarkers than the core as a result of heating. Extracts of melted Cairngorm snow/ice contained a range of n-alkanols up C18 and extracts of particulate matter contained n-alkanols up to C29. High molecular weight biomarkers are poorly soluble in water, emphasising the importance of optimising the extraction protocol. Samples of snow containing snow algae were successfully analysed for biological pigments using Surface Enhanced Raman Spectroscopy. The development of a bioluminescence assay for the detection of ATP was undertaken in the Cairngorm mountains during a summer and winter season. The detection of ATP was optimised by filtration. An assessment of the potential for site selection, on basalt, from visual parameters, proved that fracture density had the clearest correlation to ATP levels determined by bio-assay. Areas of high fracture density can be detected from Mars orbit, therefore such data could be used to highlight areas most likely to harbour microbes on Mars. The research has shown that terrestrial analogues can yield valuable information on how to optimise different stages of the analysis of a range of rock types that may be expected on Mars.

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Chan, Wai Olivia, and 陳卉. "Molecular microbial ecology of Mars-like environments on earth, for application in astrobiology." Thesis, The University of Hong Kong (Pokfulam, Hong Kong), 2012. http://hub.hku.hk/bib/B4832999X.

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Abstract:

Astrobiology is a multidisciplinary topic that addresses the origin, distribution and evolution of life in the universe. One of the key questions relates to whether life could have evolved on other planetary bodies, and Mars has been the major focus. Biologists contribute to this question by studying the ecology of extreme environments on Earth that share closest analogy to Mars’ past or present environment. In this thesis, molecular-level interrogations were used to address some aspects of microbial biodiversity, ecology and stress tolerance in two such extreme environments. The high-altitude cold and intense UV irradiance of central Tibet was selected as an analogue for Mars surface today, whilst cold alkaline high-carbonate freshwater lakes were chosen as an analogue for Mars’ previous late wet phase. Biological soil crusts from central Tibet supported a diverse microflora and these were variously bacteria or eukarya dominated. The relatively well-developed eukarya-dominated crusts were characterized and showed they comprised of Stichococcus bacillaris, plus alphaproteobacteria, betaproteobacteria, bacteroidetes and gemmatimonadetes. In order to evaluate the diversity of radiation-tolerant taxa in these soils, samples were exposed to ionizing radiation and viability, physiology and phylogenetic identity determined. The most radio-tolerant taxa isolated and characterized were from the radiation tolerant phylum Deinococci (15kGy), whilst a relatively diverse range of Actinobacteria, Bacilli, Cyanobacteria and Proteobacteria were also recovered after exposure to doses up to 10kGy. This implies the high-radiation environment has selected for tolerance among diverse phyla, with tolerances that far exceed environmental exposure. It is not known at this stage if they all employ similar protective strategies. Microbial reefs that have developed in cold alkaline lakes in British Columbia were studied as analogues for a late-wet Mars environment. Molecular ecological analysis revealed that communities consisted largely of of Proteobacteria (alpha), Cyanobacteria (Leptolyngbya) and Acidobacteria, with similarities in community assembly to marine stromatolites. Microbial diversity varied spatially and temporally within microbialites, and indicated that geographically proximal structures can develop with different communities. Significant changes also occur between summer and winter when the lake surface is frozen. Investigation of other nearby lakes with similar geochemistry but not supporting microbialites revealed extensive microbial mats. These developed in the presence of relatively high concentrations of methane or sulfate, and their biodiversity reflected this with several putative methanotrophic and sulphate utilizing taxa identified. No obvious cues that inhibit or promote microbialite formation were observed in this study.
published_or_final_version
Biological Sciences
Doctoral
Doctor of Philosophy

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Tenesch, Aaron Chase. "The experimental silicification of bacillus subtilis." Diss., [Missoula, Mont.] : The University of Montana, 2009. http://etd.lib.umt.edu/theses/available/etd-08292009-094408.

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Brasse, Coralie. "Les aérosols organiques de Titan : leurs propriétés physico-chimiques et leurs possibles évolutions chimiques à la surface." Thesis, Paris Est, 2014. http://www.theses.fr/2014PEST1084/document.

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Abstract:

Titan, la plus grosse lune de Saturne, est l'un des objets planétaires clé dans le domaine de l'exobiologie. Son atmosphère dense et riche en diazote est le siège d'une chimie organique intense. Ce travail de thèse se concentre sur les aérosols organiques produits dans son atmosphère. Ces derniers jouent un rôle essentiel dans l'évolution de l'atmosphère et de la surface du satellite mais aussi dans sa chimie organique d'intérêt exobiologique. Dans un premier temps, afin de disposer d'analogues de laboratoires (« tholins ») fiables de ces aérosols, un dispositif permettant d'obtenir des tholins propres a été développé, testé puis optimisé. Puis, deux aspects complémentaires des aérosols de Titan ont été étudiés :- Leurs propriétés optiques. En effet, la connaissance de ces dernières est indispensable, entre autres, pour l'analyse et l'interprétation des données d'observations de Titan. Une étude détaillée et critique de l'ensemble des données disponibles relatives aux indices de réfraction a été menée. Elle a permis de mettre en évidence les lacunes à combler. En parallèle, des mesures expérimentale ont permis de déterminer la matrice de diffusion à plusieurs longueurs et pour une large gamme d'angles de diffusion. Les résultats obtenus montrent que les tholins ne présentent pas une forme en agrégats comme les aérosols de Titan bien que les données acquises semblent bien représenter les données d'observations de Titan.- Leurs possibilités d'évolution chimique une fois à la surface, en particulier, la possible interaction des aérosols avec un cryomagma d'eau-ammoniaque. Des modèles de formation de Titan ont permis de déterminer une composition en sel de l'océan interne et de la cryolave. A partir de cette composition originale, une étude expérimentale de diverses hydrolyses des tholins a été effectuée. Les résultats obtenus montrent la formation de nombreux composés organiques dont des molécules d'intérêts exobiologiques, parmi elles, des espèces identifiées seulement en présence de sels. De plus, une liste des précurseurs potentiels de ces composés a été établie ce qui pourrait constituer une base de donnée pour la recherche de la composition chimique des tholins et/ou aérosols de Titan
Titan, the largest moon of Saturn, is one of the key planetary objects in the exobiology field. Its dense, nitrogen-rich atmosphere is the site of intense organic chemistry. This PhD work focuses on the organic aerosols which are produced in Titan's atmosphere. They play an important role in atmospheric and surface processes but also in its organic chemistry of exobiology interest. At first, in order to produce reliable laboratory analogs (“tholins”) of these aerosols, a device for the synthesis of clean tholins has been developed, tested and optimized. Then two complementary aspects of Titan aerosols have been studied :- Their optical properties. Indeed, their knowledge is prime importance to analyze and to better interpret many of Titan's observational data. A detailed and critical review of all available data on refractive indices was conducted. The lacks in this field have been highlighted. In parallel, direct experimental measurements were used to determine the scattering matrix at two wavelengths and for a wide range of scattering angles. The obtained results show that the tholins do not have the shape of aggregates such as Titan aerosols although the acquired data seem to match with observational data.- Their potential chemical evolution at Titan surface, in particular, the possible interaction between aerosols and putative ammonia-water cryomagma. Modelings of Titan formation have recently permitted the characterization of a composition in salts of the subsurface ocean and the cryolave. From this new and original chemical composition, a laboratory study of several hydrolyses of tholins has been carried out. The obtained results show the formation of many organic compounds, among them, species identified only in the presence of salts. In addition, a list of potential precursors of these compounds has been established

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He, Jing. "Physicochemical characterisation of organic materials of interest for astrobiology : Titan's aerosols analogues." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01000229.

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Abstract:

Since the achievement of the first results from the Cassini Huygens mission, Titan's aerosols present an astrobiological interest as their characterization enables to evaluate the prebiotic chemistry that occurred on the primitive Earth. To better understand the physical chemistry of the aerosols of Titan is important for scientists. The laboratory via analyzing the properties of tholins (analogues of Titan's aerosols) overcomes the difficulties for analyzing Titan's aerosols directly. In this thesis work, the research object is tholins produced by the PAMPRE experiment. Pyr-GC-MS analysis technique was used to characterize the composition and structure of tholins. The thermal stability and the properties change with the temperature have been realized by thermal degradation study. Finally, the evolution of organic aerosols after precipitation on the surface of Titan was also investigated through GC-MS analysis of tholins. The results obtained can be used to interpret data collected by observations of Titan from Earth or by the Cassini-Huygens probe, to better characterize the satellite and its evolution.

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Kotler, Julia Michelle. "Biosignature storage in sulfate minerals- synthetic and natural investigations of the jarosite group minerals." The University of Montana, 2009. http://etd.lib.umt.edu/theses/available/etd-08062009-143516/.

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Abstract:

The discovery of jarosite on Mars in 2004 generated increased interest in the properties of the mineral related to the search for life on other planets. Several studies indicate that the formation of jarosite can be linked to biological activity on Earth and biomolecules such as amino acids have been found associated with terrestrial jarosite samples. A series of natural and synthetic investigations using different jarosite end-members has been conducted and is presented in this dissertation to investigate the possibility that jarosite can store biosignatures. Natural samples were analyzed by x-ray diffraction, elemental carbon analysis and laser-desorption Fourier transform mass spectrometry (LD-FTMS) and were found to contain the amino acid glycine. Synthetic experiments were conducted in which the different end-members were synthesized in the presence of glycine as well as the amino acid alanine and the amino acid breakdown product methylamine. These samples were analyzed by x-ray diffraction, neutron diffraction, LD-FTMS and thermogravimetric analysis (TGA) techniques. Results of these experiments show that the detection of the biosignature and the effect that biomolecule has on the jarosite minerals is dependent on the end-member and indicate that the jarosite minerals are an excellent target for detecting potential signs of past life on other planets.

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Carlos, Daniel Pícaro. "Extraterrestres : Ciência e Pensamento Mítico no mundo moderno." Universidade Federal de São Carlos, 2007. https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/1495.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:25:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4707.pdf: 1365679 bytes, checksum: ebc005bd19beac82af2a33762489ba7e (MD5) Previous issue date: 2007-12-19
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Freissinet, Caroline. "Recherche de traces de vie extraterrestre : élaboration d'une unité d'extraction et d'analyse chirale pour la séparation énantiomérique in situ de molécules organiques d'intérêt exobiologique." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00615481.

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Abstract:

La recherche de vie extraterrestre et en particulier de vie sur Mars est devenue un des enjeux majeurs des prochaines explorations spatiales. Dans ce cadre, la recherche de molécules organiques et l'étude de leur énantiomérie pourrait permettre d'obtenir les premiers indices en faveur d'une présence passée ou présente de vie sur cette planète. En effet la vie telle que nous la connaissons est uniquement basée sur des acides aminés L et sucres D. Ces molécules organiques et leur éventuel excès énantiomérique pourraient avoir été conservés dans les conditions martiennes. La chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (CPG-SM) est actuellement la technique analytique spatialisable la plus pertinente pour la détection de composés organiques volatils. Afin de rendre volatils les composés réfractaires tels que les acides aminés, nous proposons une fonctionnalisation chimique au diméthylformamide diméthyl-acétal (DMF-DMA). Cette fonctionnalisation couplée à une séparation chromatographique sur une colonne chirale est une technique parfaitement adaptée à la séparation énantiomérique et à la spatialisation. Nous avons donc mis au point une méthode de fonctionnalisation des molécules organiques chirales par l'agent de méthylation DMF-DMA afin de séparer les énantiomères et de les étudier in situ en CPG-SM lors des futures missions martiennes. Cette technique d'analyse des molécules réfractaires chirales a ensuite été adaptée à une utilisation spatiale. Ainsi, la méthode d'analyse est constituée d'un four réactionnel dans lequel l'échantillon solide estplacé, les molécules d'intérêt exobiologique sont ensuite successivement extraites et fonctionnalisées au DMFDMA pour être analysées en CPG-SM. Les résultats ont permis de montrer qu' à partir d'une faible quantité de sols d'analogues martiens (50 mg de sol du désert d'Atacama, Chili) et après optimisation de chacune des étapes, plusieurs types de molécules organiques présentes à l'état de traces ont pu être détectées, telles que des acides aminés, des acides carboxyliques et des bases nucléiques. Parmi ces molécules chirales, plusieurs ont pu être séparées selon leur forme énantiomérique. Le protocole est élaboré dans les limites technologiques et opératoires d'une analyse spatiale ; chaque étape est pensée pour un usage robotisé. Nous avons ainsi développé une expérience globale, sensible et robuste, totalement compatible avec les exigences d'une analyse in situ. C'est la raison pour laquelle cette expérience sera intégrée sur la prochaine mission martienne Exomars 2016/2018 afin de rechercher des traces de matière organique à la surface et en subsurface de Mars. La découverte d'un excès énantiomérique, voire d'une homochiralité, apporterait des indices forts quant à la présence d'une vie passée ou présente sur la planète rouge.

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Gallo, Tamires Michelle. "Implicações da resiliência de biomoléculas e efeitos de substrato em ambientes planetários simulados de alta radiação para a detecção de bioassinaturas espectroscópicas /." Rio Claro, 2016. http://hdl.handle.net/11449/144271.

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Abstract:

Orientador: Fábio Simões de Vicente
Coorientador: Douglas Galante
Banca: Fabio Rodrigues
Banca: Alexandre Mesquita
Resumo: Esse trabalho visa avaliar como biomoléculas extraídas de micro-organismos podem ser preservadas no registro geológico, como proposta de bioassinaturas (ou biomarcadores), indicativas de vida presente ou passada. Essas moléculas podem sofrer transformações pelos ciclos geológicos e ação da radiação solar. O pigmento carotenoide proveniente da bactéria poliextremófila Deinococcus radiodurans foi analisado por espectroscopia Raman e reflectância difusa UV-Vis, incluindo misturas com diferentes substratos inorgânicos (FeO(OH), CaCO3, Al2O3, SiO2, solo simulado de Marte - Mars JSC1). Essas misturas foram expostas a três diferentes condições simuladas: a marciana, através de uma câmara de simulação ambiental (AstroCam), a UV ambiental terrestre, e ao ambiente espacial (VUV) na linha de luz TGM do LNLS. A degradação da biomolécula foi analisada em dois espectrômetros Raman (532 nm portátil e 785 nm de bancada), em um UV-Vis de bancada com uma esfera integradora, e na linha TGM, com sistema in situ de reflectância. Com os resultados obtidos concluímos que é possível a detecção, com as técnicas empregadas, dos biomarcadores analisados após exposição a diferentes ambientes, porém com possíveis limitações causadas pelos substratos presentes. Propomos a extrapolação dos resultados para experimentos in situ em missões espaciais, como no caso de Marte, para a detecção de bioassinaturas espectroscópicas
Abstract: This work aims to evaluate how organic molecules from the metabolism of microorganisms can be preserved in the geological record, in order to be used as biosignatures (or biomarkers), indicative of past or present life. Such molecules can be transformed in accordance with geological cycles and solar radiation. The carotenoid pigment from the poly-extremophilic bacteria Deinococcus radiodurans was analyzed by Raman spectroscopy and diffuse reflectance on the UV-Vis, including mixtures with different inorganic substrates (FeO(OH), CaCO3, Al2O3, SiO2, simulated Martian soil - Mars JSC1). These mixtures were exposed to three different simulated conditions: Martian, through an environmental simulation chamber (AstroCam), the terrestrial environmental UV, and space environment (VUV) at the TGM beamline of LNLS. The degradation of the biomolecule was analyzed by two Raman spectrometers (portable Raman at 532 nm and bench-top microRaman at 785 nm), bench-top UV-Vis with an integrating sphere, and an in situ reflectance system. With the results we concluded that it is possible to detect the proposed biomarkers with the techniques employed, after exposure to different environments, but with possible limitations caused by the present substrates. We propose the extrapolation of the results for in situ experiments in space missions, such as in the case of Mars, for detecting spectroscopic biosignatures
Mestre

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Christner, Brent C. "Detection, recovery, isolation, and characterization of bacteria in glacial ice and Lake Vostok accretion ice." The Ohio State University, 2002. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1015965965.

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Bolmont, Emeline. "Evolution et habitabilité de systèmes planétaires autour d’étoiles de faible masse et de naines brunes." Thesis, Bordeaux 1, 2013. http://www.theses.fr/2013BOR14897/document.

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Abstract:

La découverte de plus de 900 planètes autour d’autres étoiles que le Soleil rend notre époque excitante. Ces systèmes planétaires nous ont fait changer notre perception du monde qui était jusqu’alors basée sur nos connaissances du système solaire. Certains systèmes détectés sont beaucoup plus compacts que notre système solaire et les planètes se trouvent extrêmement proches de leur étoile. Pour comprendre la structure de ces systèmes et leur évolution, il est important d’étudier les effets de marée.Les missions d’observations des exoplanètes commencent à détecter des planètes de moins en moins massives dans la zone autour d’une étoile appelée zone habitable. La zone habitable est définie comme la plage de distances orbitales pour laquelle une planète ayant une atmosphère peut avoir de l’eau liquide à sa surface. L’étude du climat des exoplanètes, étant donné un flux et un spectre stellaire, est importante pour la caractérisation de l’atmosphère de ces exoplanètes (que JWST sera en mesure de faire).Dans cette thèse, ces problématiques d’évolution dynamique de systèmes planétaires et de climats de planètes sont développées pour le cas de systèmes planétaires orbitant des naines brunes et des étoiles de faible masse dans le but futur de contraindre des paramètres des modèles de marée ou des observations. Dans un premier temps, j’ai traité le cas de l’évolution par effet de marée d’une planète orbitant une naine brune, une naine M ou une étoile de type solaire dont l’évolution du rayon est prise en compte. L’objectif était d’étudier l’influence de la contraction de l’étoile (ou naine brune) sur l’évolution orbitale des planètes. Dans un deuxième temps, j’ai cherché à étudier l’influence des effets de marée sur l’évolution dynamique d’un système multiplanétaire orbitant une naine brune, une naine M ou une étoile de type solaire dont l’évolution du rayon est aussi prise en compte.Ces deux projets permettent d’aborder le problème de l’habitabilité des planètes au- tour de ces objets, en particulier autour des naines brunes qui refroidissent avec le temps. En effet, une planète se trouvant dans la zone habitable d’une naine brune se situe suffisamment proche de la naine brune pour ressentir l’influence des effets de marée. Ainsi, des paramètres importants pour l’étude des climats sont en partie déterminés par les effets de marée – paramètres comme l’excentricité et l’obliquité entre autres. Dans cette thèse, cette problématique est succinctement abordée en vue d’une poursuite en post-doctorat
The discovery of more than 900 planets orbiting other stars than our Sun makes this period very exciting. Our knowledge which was based on the Solar System has been challenged by new planetary systems which are very different from our system. Some of them are much more compact than the Solar System. Some planets are located extremely close-in from their star, within the orbital distance of Mercury, in a region where tidal effects are important. Understanding the structure of the known exoplanetary systems and the future ones requires to take into account the physics of tidal evolution.The missions dedicated to the finding of exoplanets are beginning to detect less massive planets in the habitable zone of their host star. The habitable zone is here defined as the range of orbital distances where a planet with an atmosphere can sustain liquid water at its surface. The study of the climate of exoplanets, given a stellar flux and spectra, is important for the characterization of planetary atmosphere – which JWST will make possible.This thesis provides a study of the dynamical and tidal evolution of planetary systems orbiting evolving brown dwarfs and low mass stars in order to constrain some tidal parameters and in the case of planets around brown dwarfs put some constrains on observability. First, I studied the tidal evolution of single-planet systems orbiting a brown dwarf, a M-dwarf or a Sun-like star whose radius evolution is taken into account. The aim of this study was to study the influence of the contraction of the brown dwarf or star on the orbital evolution of the planets. Second, I endeavored to study the tidal evolution of multiple-planet systems orbiting a brown dwarf, a M-dwarf or a Sun-like star whose radius evolution is also taken into account.These two projects allow me to study the question of the habitability of planets orbiting those objects, in particular orbiting brown dwarfs which are known to cool down with time. A planet orbiting a brown dwarf in its habitable zone is sufficiently close to the brown dwarf to feel tidal effects. So parameters such as the eccentricity or obliquity, which are important for the climate are partially determined by tides. In this thesis, this question is briefly addressed but will be deepened in a future post-doc

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O'Malley-James, Jack T. "Life at the end of worlds : modelling the biosignatures of microbial life in diverse environments at the end of the habitable lifetimes of Earth-like planets." Thesis, University of St Andrews, 2014. http://hdl.handle.net/10023/5549.

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Abstract:

This thesis investigates how increased global mean temperatures on Earth, induced by the increase in the luminosity of the Sun as it ages, change the types of habitable environments on the planet at local scales over the next 3 Gyr. Rising temperatures enhance silicate weathering rates, reducing atmospheric CO₂ levels to below the threshold for photosynthesis, while simultaneously pushing environments past the temperature tolerances of plant and animal species. This leads to the end of all plant life and animal life (due to reduced food, O₂ and H₂O availability, as well as higher temperatures) within the next 1 Gyr. The reduction in the extent of the remaining microbial biosphere due to increasing temperatures and rapid ocean evaporation is then modelled, incorporating orbital parameter changes until all known types of life become extinct; a maximum of 2.8 Gyr from the present. The biosignatures associated with these changes are determined and the analysis extended to Earth-like extrasolar planets nearing the end of their habitable lifetimes. In particular, the stages in the main sequence evolutions of Sun-like stars within 10 pc are evaluated and used to extrapolate the stage that an Earth-analogue planet would be at in its habitable evolution, to determine the best candidate systems for a far-future Earth-analogue biosphere, highlighting the Beta Canum Venaticorum system as a good target. One of the most promising biosignatures for a microbial biosphere on the far-future Earth (and similar planets) may be CH₄, which could reach levels in the atmosphere that make it more readily detectable than it is for a present-day Earth-like atmosphere. Determining these biosignatures will help expand the search for life to the wider range of environments that will be found as the habitable exoplanet inventory grows and planets are found at different stages in their habitable evolution.

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Varga, Ian Jasper. "FROM LIVING WORLD TO A DEAD EARTH:MARS IN AMERICAN SCIENCE SINCE THE SPACE AGE." Kent State University / OhioLINK, 2016. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=kent1461578235.

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Bouilloud, Randriarimanana Fanomezantsoa M. Michaëlle. "Synthèses et études d'analogues à la matière organique cométaire." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PESC1146/document.

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Abstract:

Les comètes présentent un grand intérêt à la fois pour la planétologie et pour l'exobiologie. En effet, ces corps primitifs du fait de leur petite taille et de leurs réservoirs éloignés du soleil, n'ont pas ou que très peu évolué depuis leur formation. L'étude des comètes peut donc permettre de mieux comprendre les processus physico-chimiques ayant eu lieu lors de la formation du Système Solaire. D'autre part, les analyses menées en 1986 dans l'environnement de la comète 1P/Halley ont montré l'existence, dans les grains cométaires d'une phase solide riche en composés organiques. Ainsi, les comètes ont vraisemblablement pu apporter sur la Terre primitive des composés organiques, et favoriser ainsi l'apparition de la Vie. Néanmoins la nature de cette matière organique reste encore très largement méconnue. Ces composés organiques ont vraisemblablement été formés à partir des glaces observées dans le milieu interstellaire et qui sont soumises à différentes sources d'énergie. Les objectifs du travail expérimental mené au cours de cette thèse ont donc été de caractériser les différentes étapes conduisant à la synthèse des composés organiques complexes contenus dans les comètes à partir des glaces interstellaires. En particulier, j'ai étudié i.) la quantification des glaces présentes autour des étoiles naissantes, ii.) les processus de photolyse auxquels elles sont soumises et iii.) la nature des composés organiques qui peuvent être produits durant ces processus. Les observations infrarouges ont permis de détecter de nombreuses molécules en phase condensée autour des étoiles naissantes. Afin de préciser l'abondance de ces molécules, j'ai mesuré les sections efficaces intégrées, aussi appelées forces de bandes, pour huit d'entre elles (H2O, CO, CO2, CH3OH, NH3, CH4, HCOOH and H2CO). En effet, ce paramètre spectroscopique est nécessaire à la quantification des molécules et certaines des valeurs présentes dans la littérature affichaient une grande dispersion. Les nouvelles mesures que j'ai effectuées, basées sur une revue bibliographique exhaustive des masses volumiques et des indices optiques dans le visible, confirment pour certaines molécules (CO2, CO, CH4, NH3) les valeurs utilisées pour déterminer leur abondance. Néanmoins, j'ai pu montrer que les abondances d'autres molécules dans les milieux astrophysiques restent encore très incertaines, en particulier pour CH3OH, H2CO et HCOOH. En phase condensée, la dépendance en longueur d'onde des processus de photolyse est encore très largement négligée. Grâce à l'utilisation de deux lampes VUV, dont l'irradiance spectrale a été préalablement caractérisée, j'ai pu mesurer, dans deux gammes de longueurs d'onde différentes, les rendements quantiques de production de C2H6 et de CO lors de la photolyse de CH4 et CO2. J'ai ainsi pu confirmer que les rendements quantiques dépendent bien de la longueur d'onde de photolyse. L'extrapolation des résultats expérimentaux acquis en laboratoire aux différents milieux astrophysiques nécessite donc une bonne connaissance des spectres VUV mis en jeu. L'objectif final des simulations expérimentales est de prédire la nature de la matière organique cométaire en reproduisant au mieux la chimie pouvant se dérouler dans les glaces interstellaires. Or, le méthane a été détecté en phase condensée dans le milieu interstellaire, mais son influence sur la chimie se déroulant dans des mélanges de glaces contenant les principales molécules interstellaires a été très peu étudiée. J'ai donc soumis un mélange H2O : CH3OH : NH3 : CH4 (10 : 1 : 1 : 2) à une photolyse de 26 heures puis à un chauffage. L'influence du méthane se manifeste par la présence de C2H6 après la photolyse à basse température. Lors du chauffage, le méthane et ses photoproduits semblent se sublimer. Avec ou sans CH4, la chimie à des températures supérieures à 200 K apparaît très similaire. J'en conclu donc que la présence de méthane ne modifie pas notablement la chimie des glaces lors des simulations
Comets are very interesting for planetology as well as for exobiology. On one hand, held in the furthest and coldest regions of our solar system and due to their small size, they might not have been altered since their formation. The study of comets should allow a better understanding of the physic-chemical processes occurring during the Solar system formation. On the other hand, the analysis performed in 1986 on the environment of 1P/Halley showed the presence, in the cometary dust, of organic matter. Thus, comets might have brought organics on primitive Earth which might have contributed to the apparition of life. Nevertheless, the nature of these organics is still not well-known. Cometary organics might have been synthesized from the ices detected in interstellar medium which are submitted to different energetic processes. The aims of the experimental work performed during this thesis are to characterize the different steps of the synthesis of complex organic matter contained in comets from the interstellar ices. I studied : i) The quantification of interstellar ices detected around young stellar objects ii) The characterization of the photolysis process to which ices are submitted and iii.) The nature of the organic compounds produced during these processes. Once mixtures and energetic processes are under control, we can make cometary organic analogs. Infrared observations have revealed the presence of several molecules in the solid phase around young stellar objects. To precise their molecular abundances, I have measured the integrated cross sections, also called band strengths, of 8 molecules (H2O, CO, CO2, CH3OH, NH3, CH4, HCOOH and H2CO). Indeed, this spectroscopic parameter is required for the quantification of these molecules and some values presented in literature are scattered. The new measurements performed during this thesis, which are based on a bibliographic review of densities and optical indices in the visible range, confirm the values already used for the quantification of CO2, CO, CH4, NH3. But this work also underlines that abundances of CH3OH, H2CO and HCOOH in interstellar medium are still uncertain. In the solid phase, wavelength dependence of photolysis is often neglected. Thanks to two VUV lamps, for which the spectral irradiances have been characterized, I measured the production quantum yield, in two wavelength ranges, of C2H6 and CO, during photolysis of CH4 and CO2 respectively. Thanks to this study, I point out that quantum yield depends on the photolysis wavelength. Thus, the extrapolation of the experimental results to different astrophysical medium implies a good knowledge of VUV spectra. The final objective of experimental simulations is to foresee the nature of cometary organic matter by reproducing, as realistic as possible, the chemistry occurring in interstellar ices. Methane has been detected in the solid phase in the interstellar medium, but few studies implying methane have been undertaken. Thus, I have photolyzed a mixture composed of H2O: CH3OH: NH3: CH4 (10:1:1:2) during 26 hours at low temperature and then I applied a heating process. The influence of initial methane in the ice chemistry is demonstrated by the presence of its main photoproducts, C2H6, after photolysis. But while increasing temperature, methane and its photoproducts seem to sublimate. Therefore, with or without methane, chemistry occurring at temperature higher than 200K seems to be very similar. I conclude than methane does not have significant influence on ice chemistry

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Dawley, Margaret Michele. "Radiation and thermal processing of ices and surfaces relevant to prebiotic chemistry in the solar system and interstellar regions." Diss., Georgia Institute of Technology, 2013. http://hdl.handle.net/1853/51767.

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Abstract:

This dissertation has investigated the adsorption, thermal behavior, and radiation (both photon and electron) processing of prebiotically-relevant ices and surfaces. A custom ultra-high vacuum (UHV) chamber has been built that is coupled with a Fourier Transform-Infrared (FT IR) spectrometer and a Temperature Programmed Desorption (TPD) system that utilizes Quadrupole Mass Spectrometry (QMS) to study selected organic:surface systems. Formamide (HCONH₂) has been studied in two related but distinct studies relevant to primitive Earth and interstellar chemistry. First, in collaboration with a theory group, formamide’s interaction with kaolinite (Al6Si6O36H30), a clay mineral relevant to early Earth chemistry, has been studied experimentally and theoretically. Experimental infrared results are compared with calculated infrared frequencies obtained by our collaborators. TPD analysis is compared with the calculated values of adsorption energy, and the optimal kaolinite termination site for adsorption is reported. Second, the first thermal and radiation damage study of pure formamide and HCONH₂:H₂O mixed ices on an interstellar icy grain analog (SiO₂) is reported. A discussion of the pure formamide ice phases identified with FT-IR upon warm-up, as well as the TPD binding energies of HCONH₂ on SiO₂, is presented. The observed Lyman-alpha photochemical products and proposed formation mechanisms from pure formamide ice is reported and discussed. In addition, results of Lyman alpha processing of mixed HCONH₂:H₂O ices are provided. Low-energy electron irradiation of pure HCONH₂ and HCONH₂:H₂O mixed ices has also been reported for the first time. A third investigation has studied acetylene (C₂D₂) and acetonitrile (CH₃CN) interactions and radiation stability in mixed low-temperature ices to simulate possible prebiotic reactions that may occur on Saturn’s moon, Titan. This investigation contributes to understanding the possible consumption, trapping, and degradation of these species on the surface of Titan.

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Osterrothová, Kateřina. "Využití Ramanovy spektroskopie pro identifikaci organických inkluzí minerálů pro účely exobiologie." Doctoral thesis, 2011. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-379605.

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Abstract:

The multidisciplinary field of astrobiology has grown rapidly in recent years. The major goals of research in the field have been the search for habitable environments both within and outside our solar system, the search for evidence of prebiotic chemistry and life on Mars and other bodies in our solar system, laboratory and field research into the origins and early evolution of life on Earth, and studies of the potential for life to adapt to challenges on Earth and in space. NASA and ESA are heavily focused on a number of upcoming exploratory missions (e.g., the Mars Science Laboratory, with its planned launch in the fall 2011; ExoMars 2018; and the follow-up Mars Sample Return missions beyond 2020). A Raman spectrometer is now being miniaturized for the ExoMars Rover Instrument Suite. This Raman instrument is expected to be used to identify organic compounds and mineral products that could be related to signatures of life, as well as provide a general mineralogical overview, especially those minerals produced by water- related processes. This thesis describes the results of laboratory investigation into the feasibility of Raman spectroscopy to detect different types of biomarkers (pigments, carboxylic acids, and aminoacids) first mixed in the mineral matrices and...

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Schneedörfler, Rudolf. "Detekce dusíkatých biomarkerů přenosným Ramanovským spektrometrem - použití v oblasti exobiologie." Master's thesis, 2013. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-322103.

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Abstract:

This thesis was focused on testing of portable Raman spectrometer for detection of components in model mixtures of five different biomolecules in a gypsum matrix. The main goal was to test the ability of the instrument to detect amino acids glycine, L-proline, L-alanine and nucleobase thymine in samples containing UV protective pigment -carotene. Other measurements were taken using the laboratory inVia Reflex instrument to comapare the results gained from the portable Raman spectrometer. Both instruments were equipped with the excitation laser working at 785 nm wavelength. It was found out that it is possible to detect amino acid in mixtures containing -carotene at the lowest concentration of amino acid 100 g/kg and the maximum concentration of -carotene 1 g/kg. Thymine could be identified at the concentration of 100 g/kg in mixtures with higher concentration of -carotene (10 g/kg). In mixtures of -carotene at the concentration of 1 g/kg and only one of the studied nitrogen containg compounds (at the concentration of 100 g/kg) in the gypsum matrix, it was possible to detect all present components. In mixtures containing two nitrogen compounds with -carotene at the concentration of 1 g/kg in the gypsum matrix, both nitrogenous compounds could be detected. When measuring the samples of the three nitrogen...

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Košek, Filip. "Využití přenosných Ramanovských spektrometrů pro detekci sulfátů: potenciální aplikace v exobiologii." Master's thesis, 2014. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-341330.

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Abstract:

The detection of mineral phases under in situ conditions has become a primary but sometimes also challenging task in many fields of geoscience. Raman spectroscopy has been used as a powerful tool for the identification of various minerals and organic compounds. The advantages and the relative simplicity made this method a promising choice in the future planetary exploration missions to Mars. The deposits of aqueous minerals including sulfates have been found on the Martian surface. With the development of miniaturized handheld spectrometers there is a need for evaluation of Raman spectroscopy as a method of identification of sulfate phases in their natural conditions. In the first part of this work a handheld spectrometer equipped with 532 nm excitation laser was tested under laboratory conditions during which the ability to distinguish mineral samples representing sulfates of different chemical composition and different degree of hydration was investigated. In the second part, two handheld Raman spectrometers equipped with 532 and 785 nm excitation lasers were used for the characterization of sulfate phases on sites of their natural occurrence located in the Czech Republic. The quality of the Raman spectra acquired under outdoor conditions by both spectrometers was rather average but sufficient to...

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Němečková, Kateřina. "Karotenoidy sněžných řas jako biomarkery pro exobiologii: pohled Ramanovy spektroskopie." Master's thesis, 2018. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-380770.

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Abstract:

The major aim of this thesis is critical evaluation of Raman spectroscopy in the detection of carotenoids of extremophiles, namely snow algae. Extremophilic microorganisms play an important role in exobiology since they set hypothetical boundaries for the presence of life on Earth. Raman spectroscopy will be a part of two mission to Mars. Here, a laboratory Raman microspectrometer was used for the analysis of 11 samples of snow algae from different locations over the years 2002-2017. The acquired spectra were compared with HPLC/UV-VIS analysis. The results showed that the ability of Raman spectroscopy to discriminate between structurally slightly differing carotenoid pigments or several carotenoids in an admixture is limited. Contrary, HPLC/UV-VIS permitted to detect various structurally similar carotenoids (and chlorophylls). However, HPLC/UV-VIS worked with overall pigment extracts during which some structural information can be lost. Raman microspectrometer allowed analysis of cells in different life-cycle stages and thus several various spectra could be studied. Raman microspectrometer was therefore more suitable for carotenoid detection in mixtures of various life-stages than HPLC/UV-VIS. Key words carotenoids, snow algae, exobiology, habitability, biomarker, Raman spectroscopy, HPLC/UV-VIS

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Košek, Filip. "Aplikace Ramanovy spektrometrie pro detekci sulfátů hořících uhelných hald." Doctoral thesis, 2018. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-388851.

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Abstract:

This Ph.D. thesis was focused on the application of Raman spectroscopy as the main analytical method for the characterization of neo-formed minerals, notably sulfates, from burning coal waste dumps. This environment associated with subsurface fires gives rise to a variety of uncommon and rare minerals. The specific features of these minerals (metastability, hygroscopy, mixed aggregates) causes that the mineralogical investigation is a challenging task using traditional laboratory-based techniques. Advantages such as the non-destructive nature, the sensitivity to the changes in the hydration degree of sulfates, little or none pretreatment, and the option of measurements directly in the field were the main reasons for applying this spectroscopy method. The scarce availability of spectroscopic data of most gas-vent minerals can be considered as the disadvantage. Therefore, artificial prepared samples of six anhydrous sulfates, which are rarely found in nature, were analyzed by Raman laboratory spectroscopy and a miniature a Raman spectrometer, and specific Raman features as well the differences with hydrated counterparts are shown. Laboratory investigation of two natural hydrated aluminum sulfates, alunogen and khademite, were carried out using Raman spectroscopy and other methods in order to obtain...

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Dissertations / Theses on the topic 'Exobiologie'

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