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Déterminer l'habitabilité de la planète Mars

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Bien que toutes les exoplanètes découvertes appartiennent à la catégorie des géantes gazeuses, plus communément appelées des "Jupiter chaudes" mais bien plus massives que Jupiter, d'ici quelques années les scientifiques découvriront des planètes telluriques. Massives dans un premier temps, puis de type terrestres dans un second temps (exoTerre).

Mars Express

De toute évidence, l'une des prochaines étapes sera de développer des outils et des méthodes d'investigation suffisamment pertinentes et capables de découvrir des mondes ressemblant de plus en plus à notre propre planète, cette passionnante investigation s'inscrivant dans le cadre de la recherche de la vie extraterrestre.

Avant de franchir cette étape, les scientifiques se font les dents sur le Système Solaire et essaient de découvrir quels objets sont habitables par des organismes terrestres. On pense à Mars, mais également à Vénus et certaines lunes de Jupiter et de Saturne.

Mars Express, la première sonde martienne de l'Agence spatiale européenne, est équipée de plusieurs instruments scientifiques, dont Spicam, qui déjà révèlent Mars sous un autre jour.

Spicam

Ce spectromètre français observe dans l'infrarouge et l'ultraviolet pour l'étude de l'atmosphère. Il aborde la question de l'habitabilité de la planète rouge en tentant de démontrer si les conditions existantes sont à même de favoriser l'évolution et la perduration d'une forme de vie, aussi simple soit-elle, et bien sûr si jamais elle existe ! Pour cela, Spicam doit fournir d'importantes mesures de répartition verticale de l'oxygène, des poussières et du dioxyde de carbone contenus dans l'atmosphère martienne. Il doit mesurer dans quelle proportion la lumière UV pénètre l'atmosphère de Mars et affecte sa surface. Mesure importante quand on sait que ce type de rayonnement peut détruire de nombreux organismes sur Terre. Des mesures de la présence d'ozone, d'eau et de produits oxydants sont en cours.

D'autre part, SPICAM a effectué le premier sondage vertical complet de la densité atmosphérique de Mars (principalement le CO2) grâce à la technique de l'occultation d'étoile, utilisée sur terre pour la surveillance de la couche d'ozone. C'est-à-dire que l'instrument n'a pas observé directement l'atmosphère de la planète, mais analysé l'absorption de la lumière d'une étoile lorsqu'elle traverse l'atmosphère, de sorte que l'instrument parvient plus facilement à découvrir les propriétés de l'atmosphère et les éléments présents en suspension. Ces résultats permettront dans le futur une meilleure pratique de l'aérofreinage et de l'aérocapture, pour faciliter les futures missions martiennes.

Eau versus Ozone

D'ores et déjà, les premiers résultats de Spicam s'avèrent des plus intéressants. Ils montrent une corrélation entre l'ozone et l'eau et révèlent que partout où il y a une augmentation de la concentration en eau dans l'atmosphère, on remarque une diminution sensible, voire une disparition, de l'ozone. Ce résultat est d'autant plus étonnant que transposé à la Terre on peut s'inquiéter !

En effet, la partie supérieure de l'atmosphère de notre planète, la stratosphère, renferme la couche d'ozone qui nous protège du rayonnement ultraviolet (UV) provenant du Soleil, rendant ainsi possible la vie sur Terre. Or, sur Terre, les mesures indiquent que la teneur en eau dans l'atmosphère augmente de façon régulière depuis plusieurs années. Cette eau provient de l'évaporation des océans, mers et autres réservoirs d'eau liquide, peut-être une conséquence du réchauffement climatique.

Mais ce n'est pas tout. En plus de cet effet 'naturel', l'ozone est détruit à travers diverses réactions chimiques qui impliquent l'azote naturel et artificiel, l'hydrogène ainsi que des radicaux chlorés. La dispersion dans l'atmosphère de chlorofluorocarbones (CFC), composés chlorés synthétiques, a provoqué une baisse spectaculaire de cette couche d'ozone stratosphérique protectrice au cours des deux dernières décennies, essentiellement au-dessus des régions polaires.

Par rapport à Mars, la Terre a beaucoup plus d'eau et possède toujours une couche d'ozone. Bien que la corrélation ne soit pas parfaite, elle mérite que l'on s'y intéresse.

Ce résultat montre que l'exploration d'une autre planète du Système Solaire peut nous en apprendre beaucoup sur notre propre planète. Et attendez-vous à d'autres annonces stupéfiantes à mesure que l'exploration de Vénus s'intensifiera.

Méthane

La détection de méthane est bien plus énigmatique parce que cet élément est lié à la vie. Le méthane est un gaz qui sur Terre est produit principalement par l'activité biologique. Bien que la quantité découverte sur Mars soit somme toute assez dérisoire, environ 10 particules par million de particules (PPM) dans l'atmosphère, les conditions martiennes font que ce gaz ne peut pas subsister plus de 600 ans. Cela signifie que le méthane est produit d'une façon ou d'une autre et que cette source doit générer au moins 150 tonnes chaque année, quantité minimum pour que les instruments de Mars Express détectent ces 10 PPM dans l'atmosphère.

Reste à découvrir cette source. La présence de méthane peut s'expliquer par une activité volcanique ou hydro thermique. Sous la surface, il pourrait exister une activité chimique où le méthane serait le résultat de l'activité volcanique avec de l'eau et le basalte. Toutefois, aucune sonde en orbite autour de la planète Mars n'a jamais détecté le moindre signe de telles activités. Reste l'hypothèse la plus fascinante, celle de la présence d'une forme de vie, le méthane étant un marqueur biologique. Le méthane serait ainsi produit par des bactéries productrices de ce gaz.

Enfin, il n'est pas exclu, mais cela nous apparaît peu probable, que le méthane détecté provienne d'une comète qui se serait écrasée il y a quelques centaines d'années.

L'hypothèse de l'activité volcanique est corroborée par des observations qui montrent à l'évidence une activité récente de la sorte sur la planète. Des cônes volcaniques, certains de 600 m de hauteur ont également été découverts, ce qui semblerait indiquer qu'une activité volcanique récente, voire toujours existante. Ces volcans, en formation pousseraient vers le haut la glace. Toutefois, les scientifiques ne sont pas encore en mesure de le prouver.

Il semble également y avoir une activité volcanique récente dans les caldeiras - grands cratères provoqués par l'effondrement de la chambre de magma après une éruption volcanique. L'âge des caldeiras peut être mesuré en comptabilisant les cratères d'impacts à l'intérieur. Les observations de Mars ont montré que certaines caldeiras sont finalement bien plus jeunes qu'initialement pensé et n'ont pas plus de 100 à 150 millions d'années. Le plus surprenant, c'est que certaines semblent âgées de seulement quelques millions d'années, ce qui à l'échelle géologique est tout récent.

La problématique de la vie

Nos connaissances de la planète et les derniers résultats scientifiques font qu'il est certain que la planète a, dans son histoire, permis l'émergence et l'évolution d'une forme de vie et qu'il est de plus en plus improbable que la vie n'ait pas pu exister sur Mars. Toutefois, si certains scientifiques pensent que la vie existe aujourd'hui sous une forme à découvrir, il est peu probable qu'elle se situe en surface.

Mars était probablement un monde froid et sec ces dernières 3 milliards d'années mais certains scientifiques sont convaincus que la planète a connu des épisodes provisoires où l'eau, sous sa forme liquide, devait être présente dans quelques endroits, peut-être que ces zones formaient alors des niches biologiques. Aujourd'hui, il apparaît que la planète possède bien plus de niches biologiques qu'initialement pensé de sorte que les scientifiques ont un large éventail de possibilités pour rechercher des traces de vie éteintes ou présentes.

La prochaine étape sera de préparer des missions à même de découvrir ces niches biologiques de façon à envoyer sur site des rovers ou autres landers et des missions de retour d'échantillons. Si l'eau est l'élément le plus emblématique pour la recherche des signatures du vivant, les scientifiques veulent également comprendre le cycle du carbone, déterminer les sources d'énergie disponibles, rechercher les points chauds de type hydrothermiques et bien entendu découvrir n'importe quel indice d'une activité chimique pré-biotique, voire biotique. L'ensemble de ces recherches seraient à même de mieux déterminer quels secteurs devront être explorés in situ.

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