Une vue de la surface de Mars avec son fameux canyon, Valles Marineris. © Nasa-Caltech

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Découverte de molécules organiques azotées dans une météorite venant de Mars

ActualitéClassé sous :Astronomie , ALH84001 , vie sur Mars

Une équipe de chercheurs japonais a donné la première démonstration solide de l'existence de molécules organiques azotées présentes sur Mars il y a 4 milliards d'années. C'est une bonne nouvelle pour l'apparition de la vie à cette époque sur la Planète rouge.

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Dans l'idéal, la recherche d'une vie sur Mars nécessiterait de pouvoir disposer de tous les outils d'analyse nécessaires pour mettre en évidence au moins des traces de vie passée sur la Planète rouge. Ce n'est pas possible et c'est pour cette raison qu'il faudrait pouvoir rapporter sur Terre des échantillons de son sol, échantillons par exemple obtenus avec une série de forages prévue pour la mission Mars 2020 de la Nasa. Le rover Perseverance, qui reprend l'architecture du rover Curiosity, devrait ainsi prélever des dizaines de carottes dans les sédiments martiens sur des sites que l'on pense avoir été favorables à l'apparition ou pour le moins le développement de formes de vie.

Ces sites pourraient notamment appartenir à l'époque géologique de Mars que l'on appelle le Noachien (du nom de Noachis Terra) et qui correspond aux terrains les plus anciens depuis la formation de la planète, remontant à au moins 3,5-3,7 milliards d'années, alors que la Planète rouge avait encore sans doute une atmosphère épaisse générant un effet de serre permettant l'existence de grandes quantités d'eau liquide. Les carottes de Perseverance attendraient ensuite une autre mission destinée à les rapporter sur Terre.

Une présentation des hommes et des femmes derrière la mission du rover Perseverance. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa 360

Plus de 200 météorites martiennes sur Terre

Toutefois, nous disposons déjà d'échantillons de roches martiennes, environ 200 météorites qui se répartissent pour l'essentiel entre trois grandes classes appelées du nom des villages à proximité desquels des Hommes ont assisté à leur chute. Il y a ainsi eu la chute observée près du village français de Chassigny en 1815, celle de Shergotty en Inde (1865) et celle de Nakhla en Égypte (1911). 

Souvent, ce sont des roches ignées qui se sont formées à partir du refroidissement d'un magma, par exemple sous forme de laves à la surface de Mars mais aussi dans son manteau. L'impact d'un petit corps céleste aurait à chaque fois été assez puissant pour éjecter dans l'espace des fragments de Mars portant ces roches, la faible gravité de la planète aidant. Dans certains cas, on a ainsi trouvé des bulles de gaz piégées dans ces fragments trouvés sur Terre dont la composition était proche de celle de l'atmosphère martienne connue depuis les missions Viking, ce qui a grandement aidé à préciser la provenance de ces météorites.

Une météorite en particulier a fait beaucoup parler d'elle, Allan Hills (ALH)84001, du nom de la région de l'Antarctique où elle a été découverte en 1984, comme Futura le rappelait dans le précédent article ci-dessous. En 1996, les chercheurs de la Nasa croyaient en effet avoir repéré des fossiles de nanobactéries ne pouvant pas être d'origine terrestre, ou produits par des processus purement géochimiques sur Mars, reproduisant des structures biologiques sans en être vraiment. Ils avaient dû déchanter mais aujourd'hui des chercheurs japonais reviennent sur le cas de Allan Hills (ALH)84001 dans un article publié dans Nature Communications.

La fameuse météorite martienne ALH84001. © Nasa

Des molécules organiques azotées dans des carbonates

Allan Hills 84001 est une orthopyroxénite, c'est-à-dire une roche magmatique, presque exclusivement constituée de pyroxènes, qui a cristallisé à l'intérieur de Mars il y a semble-t-il environ 4,1 milliards d'années, donc pendant le Noachien. C'est l'une des plus anciennes météorites martiennes connues à ce jour. Elle contient des nodules de carbonates qui précipitent généralement dans des eaux souterraines, ce qui dès le départ plaide pour un environnement chaud et humide au début de l'histoire de Mars et donc favorable à la vie.

On trouve dans ces minéraux carbonatés des molécules organiques mais toute la question était de savoir dans un premier temps si ces molécules s'étaient formées il y a plus de 4 milliards d'années sur Mars ou résultaient d'une contamination bien terrestre et récente. Des arguments déjà plutôt convaincants avaient été donnés pour la première hypothèse il y a plus de 10 ans, comme Futura l'expliquait dans le précédent article ci-dessous. L'équipe de chercheurs japonais a voulu aller plus loin et pour cela elle a préparé des échantillons de ALH84001, de manière à être encore plus sûr qu'il n'y avait pas de contamination, notamment en détectant pour la première fois la présence d'azote dans les molécules organiques présentes. Rappelons que l'azote (N) est un composant essentiel des acides aminés et aussi de l'ADN et de l'ARN, les molécules de la vie.

Les astrochimistes ont ainsi utilisé un ruban argenté dans une salle blanche pour arracher de minuscules grains de carbonate de la largeur d'un cheveu humain, de la météorite ALH84001. Ils ont ensuite préparé ces grains pour éliminer les contaminants de surface possibles avec un faisceau d'ions focalisé provenant d'un microscope électronique à balayage. Une technique de spectroscopie d'absorption des rayons X leur a permis de détecter l'azote présent en très petites quantités et la forme.

Un fragment de roche de la météorite martienne ALH84001 (à gauche). Une zone agrandie (à droite) montre des grains de carbonate de couleur orange. © Koike et al. (2020) Nature Communications

Les minéraux ignés à proximité des minéraux carbonatés ne donnant pas d'azote détectable, cela montrait que les molécules organiques azotées ne se trouvaient que dans les nodules de carbonates, ce qui ne peut pas s'expliquer par une contamination. Les chercheurs n'ont également pas trouvé de nitrates comme ceux qui rendent le sol martien très oxydant et peu propice aux formes de vie en surface, laissant penser qu'au Noachien ils n'existaient pas encore, soit une raison supplémentaire de croire à l'habitabilité de Mars il y a 4 milliards d'années environ.

Par contre, il reste difficile de savoir si ces molécules azotées sont le produit de processus abiotiques, par exemple provenant de comètes et de météorites, ou au contraire de forme de vie. Dans les deux cas, cela indique que la chimie martienne de l'époque était de toute façon favorable à la vie.

  • Une équipe de recherche japonaise a démontré pour la première fois la présence de molécules organiques azotées dans Allan Hills (ALH)84001, une célèbre météorite martienne.
  • Cette matière organique trouvée dans des minéraux carbonatés de la météorite martienne a probablement été préservée pendant 4 milliards d'années depuis l'âge noachien de Mars.
  • Étant donné que les minéraux carbonatés précipitent généralement dans des eaux souterraines, cette découverte suggère un début de l'histoire de Mars humide et riche en matières organiques qui aurait donc pu être habitable et propice au démarrage de la vie.
Pour en savoir plus

Mars a synthétisé des briques de la vie !

Article de Laurent Sacco publié le 13/12/2007

La mondialement célèbre météorite martienne Allan Hills 84001 fait à nouveau parler d'elle. A défaut de fournir une preuve indiscutable de la présence de vie sur Mars dans son passé, elle donne cette fois une preuve que l'environnement martien permet la synthèse de molécules organiques : c'est une première !

On se souvient de l'annonce retentissante faite par la Nasa, le 6 août 1996, de la preuve d'une vie passée sur Mars. En analysant la météorite martienne ALH84001, une achondrite découverte en Antarctique dans la région d'Allan Hills en décembre 1984, d'où son nom, les chercheurs de la Nasa croyaient en effet avoir repéré des fossiles de nanobactéries ne pouvant pas être d'origine terrestre, ou produits par des processus purement géochimiques reproduisant des structures biologiques sans en être vraiment.

La situation s'est obscurcie assez rapidement ces dernières années et ces traces ne sont plus considérées comme une preuve solide de l'apparition de la vie sur Mars il y a des milliards d'années. Toutefois, des scientifiques du Laboratoire de Géophysique de l'Institution Carnegie pensent maintenant avoir démontré, avec cette même météorite, qu'au moins certaines des molécules carbonées de base du vivant étaient bien synthétisées par la planète rouge.

Le message de la contrée des ours en armures

La découverte vient de la comparaison de ce morceau de lave martienne, s'étant cristallisé il y a 4,5 milliards d'années, avec des échantillons de laves terrestres provenant du Svalbard, la contrée que l'on nomme aussi Spitzberg et qui n'est donc pas une simple invention de Philip Pullman dans ses romans aujourd'hui portés à l'écran avec «  A la croisée des mondes ».

La météorite ALH84001. © Nasa-Caltech

Les laves du Svalbard étudiées par l'équipe se sont épanchées il y a un million d'années environ en Arctique. Le climat froid se rapproche des conditions martiennes. Or, dans ces laves, on trouve de petites sphères de minéraux carbonatés contenant des molécules organiques étroitement associées à un oxyde de fer assez célèbre sous forme d'un minéral appelé magnétite. Lors d'une éruption volcanique, la magnétite a agi comme un catalyseur au contact de fluides riches en dioxyde de carbone et en eau, bien qu'aucune présence de vie n'ait été possible à ce moment étant donné la température. Des petites sphères de ce genre ont été trouvées dans ALH84001, et il s'agit donc très vraisemblablement de molécules synthétisées par la chimie martienne et pas par contaminations terrestre ultérieures. C'est la première fois qu'une preuve de ce genre a pu être apportée et elle renforce la conviction que des molécules organiques doivent facilement apparaître à la surface des grosses planètes telluriques dans l'Univers, même quand il y fait froid !La mission Mars Science Laboratory qui sera lancée en 2009, venant épauler Spirit et Opportunity s'ils sont encore actifs, nous en apprendra sans doute davantage.

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