abstract: Carbonaceous chondrites (CCs) present a unique opportunity for learning about the earliest organic chemistry that took place in our Solar System. The complex and diverse suite of meteoritic organic material is the result of multiple settings and physicochemical processes, including aqueous and thermal alteration. Though meteorites often inform origin-of-life discussions because they could have seeded early Earth with significant amounts of water and pre-biotic, organic material, their record of abiotic, aqueous, and organic geochemistry is of interest as well. CC materials previously resided on asteroidal parent bodies, relic planetesimals of Solar System formation which never accreted enough material to develop long-lived, large-scale geological processes. These bodies were large enough, however, to experience some degree of heating due to the decay of radiogenic isotopes, and the meteorite record suggests the existence of 100-150 parent bodies which experienced varying degrees of thermal and aqueous alteration for the first several 10 Myr of Solar System history. The first chapter of this dissertation reviews literature addressing aqueous alteration as an essential participant in parent body geochemistry, organic synthesis, or both (though papers which address both are rare). The second chapter is a published organic analysis of the soluble organic material of Bells, an unclassified type 2 chondrite. Analytical approaches to assess terrestrial contamination of meteorite samples are also reviewed in the first chapter to allow introduction in chapter 3 of kinetic modeling which rules out certain cases of contamination and constrains the timing of thermal and aqueous alteration. This is the first known application of isoleucine epimerization for either of these purposes. Chapter 4 is a kinetic study of D-allo-isoleucine epimerization to establish its behavior in systems with large, relative abundances of alloisoleucine to isoleucine. Previous epimerization studies for paleontological or geological purposes began with L-isoleucine, the only protein amino acid of the four isoleucine stereoisomers. Kinetic model calculations using isoleucine stereoisomer abundances from 7 CR chondrites constrain the total duration of the amino acids' residence in the aqueous phase. The comparatively short timescales produced by the presented modeling elicit hypotheses for protection or transport of the amino acids within the CR parent body. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Chemistry 2014

Pourquoi est-il si difficile de trouver les corps parents des pluies de météores ? Malgré le développement constant des réseaux de détection dédiés à leur observation, environ 80% des corps parents des pluies de météores établies attendent toujours d'être identifiés. Ce faible taux de réussite est principalement expliqué par le manque de précision des mesures d'orbites de météoroïdes. Les erreurs d'estimation de la vitesse et de la décélération des météores sont particulièrement responsables de la divergence actuelle entre les orbites théoriques et mesurées et entravent la recherche de l'origine orbitale des météoroïdes. Dans ce travail, nous avons démontré que les observations visuelles de météores ne permettent pas d'estimer ces paramètres, et qu'elles sont donc à exclure pour toute détermination d'orbite. À partir d'observations et de milliers de simulations, nous avons également comparé de multiples techniques de détermination de la vitesse de météores capturés par des réseaux de détection photographiques et vidéo. Il est alors apparu que notre nouvelle implémentation de la méthode d'ajustement à paramètres multiples est la technique la plus précise et plus fiable pour évaluer la trajectoire et la vitesse de ces objets, et permet d'atteindre une précision de l'ordre de 1% sur l'estimation de la vitesse pré-atmosphérique des météoroïdes détectés par le réseau CABERNET. Finalement, nous avons mis en place un protocole pour évaluer la durée pendant laquelle la position d'un météoroïde et celle de son corps parents sont suffisamment bien déterminées pour établir une relation entre eux. Cette date limite de traçabilité dépend considérablement de la précision des techniques de réduction des observations de météores et peut dans le cas de mauvaises mesures ne pas excéder quelques dizaines d'années. À l'heure actuelle, le projet CABERNET démarre une phase d'exploitation prolifique qui permettra de contribuer de façon efficace et maîtrisée à l'identification de nouveaux corps parents de pluies de météores. / Why are parent bodies of well-known meteors showers so hard to find ? Despite the development of cameras networks dedicated to their observation, still 80% of the parent bodies of established meteor showers still need to be identified. The main reason for this lack of efficiency is an important uncertainty on the orbit determination of meteoroids. The inaccurate estimates of the velocity and deceleration measurements of meteors are highly responsible for the actual discrepancy between the theoretical and measured orbits and prevent the determination of the orbital origin of meteoroids. In this work, we have shown that visual observations of fireballs cannot lead to a correct estimate of these parameters, and should not be taken into account for any orbit computation. From observations and thousands of simulations, we have compared several methods widely used to compute the velocity of meteors recorded by photographic and video networks. It appears that our implementation of the multi-parameter fitting method is the most reliable and precise technique to compute the trajectory and the velocity of these objects, and leads to an accuracy of about 1% on the pre-atmospheric velocity of the meteoroids recorded by CABERNET. Finally, we have set up a protocol to estimate the duration the position of a meteoroid and its parent body are known with enough precision to be correlated. This traceability duration limit (TDL) highly depends on the accuracy of the data reduction techniques, and may not exceed a few decades in the case of poor quality measurements. Nowadays, the CABERNET project is entering a prolific exploitation phase and will efficiently and reliably contribute to the identification of new parent bodies of meteor showers.

L’étude du paléomagnétisme des roches extraterrestres fournit des informations sur les champs magnétiques présents dans le système solaire il y a plusieurs milliards d’années. A travers ce travail de thèse nous avons exploré deux grands aspects : un champ de dynamo sur un corps différencié, la Lune, et des champs magnétique dans le système solaire primitif avec l’étude de chondrites (CM et les rumurutites). Notre étude des échantillons lunaires a permis de confirmer l’existence d’un champ de dynamo ancien de forte intensité (~50 µT) entre 3.8 et 3.3 Ga. En utilisant l’anisotropie de susceptibilité magnétique comme indicateur de paléohorizontale et en faisant l’hypothèse d’une géométrie de champ dipolaire, nous avons déterminé que l’axe de cette dynamo était centré sur l’axe de rotation actuel de la Lune. Les chondrites CM et les Rumurutites ont enregistré des champs magnétiques anciens quelques millions d’années après la formation du système solaire. L’aimantation rémanente des chondrites CM constitue probablement le plus ancien enregistrement paléomagnétique jamais mis en évidence. L’estimation de la paléointensité (2 µT) et les contraintes chronologiques dont nous disposons ne permettent pas de trancher entre un champ d’origine externe (solaire ou nébulaire) ou d’origine interne (dynamo). Cette dernière hypothèse laisse entrevoir la possibilité de la formation de corps partiellement différenciés dès les premiers millions d’année du système solaire. Dans les rumurutites, les conclusions sont similaires, avec une paléointensité également estimée à 2 µT. Cependant l’aimantation étant plus jeune, une origine interne est favorisée. / Paleomagnetic studies of extraterrestrials rocks provide information on magnetic fields that prevailed in the solar system several million years ago.Through this work we have explored two main aspects: a field dynamo on a differentiated body, the moon, and magnetic fields in the early solar system with the study of two chondrites classes; CM and rumurutites. Our study of lunar samples confirmed that an old dynamo field of high intensity (~50 µT) existed on the Moon between at least 3.8 and 3.3 Ga. Using the anisotropy of magnetic susceptibility as a proxy for paleohorizontale and assuming a dipole field geometry, we determined that the dynamo axis was centered on the actual rotation axis of the Moon.CM chondrites and Rumurutites recorded old magnetic fields acquired few million years after the formation of the solar system. The remanent magnetization of CM chondrites is probably the oldest paleomagnetic record never evidenced. The estimated paleointensity (2 µT) and time constraints not allowed to discriminate between a field of external (solar or nebular) or internal origin (dynamo). This latter hypothesis suggests that formation of partially differentiated body could occur during the first million years of the solar system history. In rumurutites, conclusions are similar, with a paleointensity also estimated at ~2µT. However, the magnetization is younger and an internal origin is favored.