Article issu du bulletin APM n°63 d’Avril 2015, rejoignez APM pour recevoir les bulletins dès leur parution.
Depuis quelques mois nous avons fait beaucoup de progrès dans la recherche de la vie sur Mars. Nous ne savons toujours pas si le processus de vie a pu s’y développer mais nous avons davantage d’éléments pour penser que cela a été possible.
Cette constatation résulte de huit documents de recherche écrits par des personnes reconnues pour leur compétence (voir ci-dessous) et qui viennent d’être publiés ou sont en cours de publication. Ils mettent en évidence : (1) des indices de la présence dans le cratère Gale d’eau liquide fluviale et lacustre sur peut-être deux milliards d’années ; (2) l’existence, depuis plus de trois milliards d’années, d’un réservoir aqueux très important, à l’échelle planétaire, situé dans la croûte superficielle de la planète et différent de l’eau atmosphérique, de l’eau des pôles et de l’eau interne magmatique ; (3) la découverte dans une météorite martienne (Nakhla) d’un nouveau biomorphe ovoïde ; (4) la présence d’ions nitrate qui sur Terre résultent quasi exclusivement d’une activité biologique ; (5) la présence de particules carbonées qui pourraient être d’origine biologique dans une autre météorite (Tissint) ; (6) des micro-émissions de méthane dans le cratère Gale ; (7) l’identification de molécules organiques complexes dans l’échantillon « Cumberland », prélevé en Mai 2013 dans ce même cratère (strate Sheepbed/site Yellowknife Bay) ; (8) des faciès géologiques faisant penser à des tapis microbiens fossilisés recouvrant les plaques de grès de la strate « Gillespie Lake » dans le même site de Yellowknife Bay.
Nous n’en sommes pas encore à des preuves incontestables de vie présente ou passée. Ainsi, malgré son aspect semblable à une bactérie (avec membrane), le biomorphe ovoïde de Nakhla n’est pas considéré par les scientifiques comme d’origine biologique (de plusieurs dizaines de microns, il est notamment trop « grand »). Ils pensent plutôt au résultat d’un processus complexe résultant d’infiltrations épisodiques, sur Mars, de fluides dans une vésicule préexistante de roches vitrifiées. Certains envisagent néanmoins que la vie aurait pu profiter de ce type d’opportunité présentant l’avantage d’une sorte de cocon.
La présence d’ions nitrate (NO3-) évoque un peu la même incertitude « positive ». Ces nitrates résultent sur Terre, d’une façon tout à fait prépondérante, d’une activité biologique, mais ils pourraient également résulter de chocs météoritiques ou d’impacts de foudre. C’est cette dernière explication qu’a retenue la NASA, se fondant sur l’improbabilité de la vie en surface de Mars.
Par contre nous ne sommes pas loin d’accéder à ces preuves lorsque nous considérons les particules carbonacées de la météorite de Tissint. Elles pourraient bien en effet avoir été générées par une activité biotique martienne. Malheureusement elles ne sont associées à aucun biomorphe.
Micro-émissions de méthane dans le cratère Gale. Mesures prises entre août 2012 et septembre 2014 (sols 1 à 750) par le TLS (tunable laser spectrometer) à bord de Curiosity (variations de 0,7 à 7 ppb, parties par milliard). (doc. NASA/JPL-Caltech)
Il en est de même des micro-émissions de méthane dans le fond du cratère Gale. Elles sont très faibles, très ponctuelles et disparaissent très vite, ce qui pourrait être le signe qu’elles résultent d’une activité biologique plus que du jeu de la libération de « clathrates » (molécules de gaz piégées dans le sol gelé). Mais, tant que la source n’aura pas été identifiée et examinée, on ne pourra rien affirmer.
Les molécules organiques complexes de type comparable à certains éléments constitutifs des bases azotées des nucléotides de nos ADN sont sans doute à l’origine des molécules organiques chlorées observées par le laboratoire SAM dans l’échantillon de la roche (mudstone) « Cumberland » examiné en mai 2013. Nous voudrions « voir » les molécules avant chauffage et altération par les perchlorates omniprésents sur le sol de Mars et surtout savoir si elles s’inscrivent dans un contexte plus complexe (un nucléotide ou un organisme) mais nous ne le pouvons pas encore.
Présence de molécules organiques dans la roche Cumberland. Me-sures effectuées par le GCMS (chromatographe en phase gazeuse avec spectromètre de masse du laboratoire SAM embarqué sur Curiosity). Le chlorobenzène résulte probablement de l’altération par des perchlorates d’une molécule organique construite sur un noyau aromatique.
On a peut-être cependant « vu » les vestiges minéraux de l’action de ces molécules (« microbialites » comparables à des stromatolithes) dans les micro-reliefs en surface des plaques de grès de la strate Gillespie Lake. Malheureusement ces vestiges sont rendus peu lisibles par le passage du temps et, comme Curiosity est passé à côté sans faire de forage, nous ne pouvons en connaître la composition chimique. Pour « classer » l’observation faite par une paléogéobiologiste pourtant reconnue internationalement (Nora Noffke), le nouveau responsable scientifique de la mission MSL à la NASA, Ashwin Vasavada, a déclaré, un peu légèrement, que les « faciés » en question devaient avoir une cause non biologique.
Ce qui est incontestable, c’est bien la présence d’eau liquide pendant une période beaucoup plus longue que prévue sur toute la planète et dans le cratère Gale en particulier, en dépit d’une pression atmosphérique le plus souvent très faible (probablement rarement plus que 50 mbar pendant les derniers 3,5 à 3,8 milliards d’années) ; un facteur très encourageant compte tenu du rôle essentiel de l’eau dans l’émergence de la vie.
Alternance sédimentation / érosion dans le cratère Gale. Les dépôts fluviaux sont en beige, les dépôts lacustres en noir. Le processus a pu se reproduire sur plus d’un milliard d’années. (doc. NASA/JPL-Caltech)
Il faut donc continuer à chercher, Que peut-on espérer trouver ? Des biomorphes fossiles riches en matière organique résultant sans aucun doute possible d’un processus biologique (associés à une proportion de l’isotope 13C du carbone caractéristique et à des molécules énantiomères, lévogyre ou dextrogyre) ou, encore mieux, des êtres vivants semblables à des bactéries, signalés par leur métabolisme (source des émissions de méthane détectées par Curiosity ?).
Pour cela, il nous faut disposer des moyens techniques de poursuivre la recherche. Les capacités de Curiosity semblent un peu insuffisantes puisque « visuellement » la loupe « MAHLI » embarquée sur ce laboratoire mobile ne permet de discerner que des objets d’une taille de 12,5 microns alors que sur Terre les bactéries (être vivants que l’on a le plus de chance de trouver) sont d’une taille de seulement 1 micron… à moins que nous « tombions » par chance sur une formation de type « microbialite », phénomène « macro » résultant d’une activité « micro », encore plus « avancée » que celle de Gillespie Lake et dont on puisse faire l’analyse chimique.
Il faudrait aussi accéder au sous-sol de Mars, la surface étant couverte de perchlorates et exposée fortement aux rayonnements UV et galactiques, tous les deux très destructeurs des matières organiques. De ce point de vue, la mission ExoMars de l’ESA, qui doit permettre de déposer sur Mars un rover doté d’une foreuse permettant d’accéder à deux mètres de profondeur, en dessous des zones « exposées », est très importante. Nous devons, hélas, attendre son lancement en 2018, ce qui est un peu lointain pour les passionnés qui attendent. Le programme a commencé dès le début des années 2000 et, sans aléas politiques et financiers, le lancement de la mission aurait pu avoir lieu dès 2013.
Le frein à l’exploration n’est en effet pas technologique mais financier et politique. La NASA continue à assurer un service minimum (budget de recherche nominalement constant depuis le début de la crise) et les Européens traînent des pieds. Il est ainsi très regrettable que le lancement d’ExoMars ait été confié aux Russes (fusée Proton), dont le niveau actuel de performances en astronautique est inquiétant (cf. l’échec de la mission Phobos-Grunt en 2012, par exemple). Le choix d’un lanceur fiable aurait dû s’imposer comme une évidence (une Ariane 5 aurait coûté quelques 150 millions d’euros, ce qui n’est pas hors de proportion pour un programme de 1,2 milliard).
Vestige (hypothétique) de tapis microbiens (« microbialites »). Selon Nora Noffke (Prof. biologie et géologie à Old Dominion University, Virginia), ces roches montrent des traces d’une couverture microbiotique comparables à des strates de stromatolithes. Photo MastCam de Curiosity, le 9 déc 2013. (doc. NASA/JPL-Caltech/MSSS)
(1) Déclaration de Michael Meyer, Mars Exploration Program lead scientist au siège de la NASA, à une conférence de presse le 8 décembre.
(2) “Meteoritic evidence for a previously unrecognized hydrogen reservoir on Mars” par Tomohiro Usui et al. publié dans Earth and Planetary Science Letters (Elsevier), le 9 dec. 2014,
DOI:10.1016/j.epsl.2014.11.0220012-821X/
(3) “A conspicuous clay ovoid in Nakhla : evidence for subsurface hydrothermal alteration on Mars with implications for astrobiology” par Elias Chatzitheodoridis et al. publié dans la revue Astrobiology, Vol. 14, N. 8 2014 , Mary Ann Liebert Inc DOI 10.1089/ast.2013.1069
(4) déclaration Nasa du 24 Mars 2015.
(5) “NanoSIMS analysis of organic carbon from the Tissint Martian meteorite: Evidence for the past existence of subsurface organic-bearing fluids on Mars” par Yangting LIN et al. publié dans Meteoritics & Planetary Science, en décembre 2014, Nr 12, 2201–2218 (2014)
(6) “Mars methane detection and variability at Gale crater” par Christopher Webster et al. publié dans Science Express le 16 December 2014 / Page 1 /DOI: 10.1126/science.1261713 DOI: 10.1111/maps.12389
(7) « Organic molecules in the Sheepbed Mudstone, Gale Crater, Mar » par Caroline Freissinet et al., Goddard Space Flight Center de la NASA, L’article a été soumis au Journal of Geophysical Research et n’est pas encore publié (annoncé le 18 dec. Sur le site de la SFE)
(8) “Ancient Sedimentary Structures in the < 3.7 Ga Gillespie Lake Member that Resemble Macroscopic Morphology, Spatial Associations, and Temporal Succession in Terrestrial Microbialites”. “Hypothesis article” de Nora Noffke, Astrobiology, vol. 15, Number 2, 2015 © Mary Ann Liebert, Inc, DOI: 10.1089/ast.2014.1218
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