Un autoportrait réalisé par traitement de l'image sur ordinateur du rover Curiosity sur Mars à partir de photos qu'il a prises. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS

Sciences

Vie sur Mars : Curiosity et la Nasa découvrent d'intrigantes molécules organiques

ActualitéClassé sous :Astronomie , biologie , mars

-

Sur Mars, les analyses de Curiosity établissent de façon solide la présence de molécules organiques au sein de roches sédimentaires. Ses instruments confirment également la présence de variations saisonnières de méthane dans l'atmosphère autour de lui. Méthane et molécules organiques pourraient être des biosignatures de formes de vie mais leurs origines pourraient également être abiotiques. La découverte de la vie sur Mars n'est donc pas encore faite.

La toile bruissait légèrement depuis quelques jours après l'annonce par la Nasa d'une conférence pour ce jeudi 7 juin 2018, présentant une découverte faite par le rover Curiosity. Rappelons qu'il roule depuis le mois d'août 2012 sur les couches sédimentaires à l'intérieur d'un cratère martien dénommé Gale (en l'honneur d'un astronome amateur australien du XIXe siècle). L'annonce avait été accueillie toutefois avec un brin de scepticisme, voire de lassitude, tant il est vrai que bien des annonces similaires de la Nasa avaient laissé espérer une découverte spectaculaire alors qu'il n'en fut rien. Cette fois, l'annonce de la Nasa est heureusement loin du flop qui pouvait être craint.

Une présentation des découvertes de molécules organiques sur Mars par Curiosity. 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 Goddard

Des biosignatures ambigües de vie martienne

La biogéochimiste et géologue Jennifer Eigenbrode vient de révéler que Curiosity a détecté dans des roches sédimentaires datant d'environ 3,5 milliards d'années la présence incontestable de plusieurs molécules organiques datant de cette période. Plus précisément, il s'agit de composés thiophéniques, aromatiques et aliphatiques. Or, on sait que ces roches se sont déposées à cette époque dans un lac.

La présence durant plusieurs années de Curiosity dans le cratère d'impact Gale a également permis de suivre les émanations de méthane, inexpliquées. Le fait est aujourd'hui avéré : elles sont cycliquement modulées par les saisons martiennes. Plus importantes en été, elles se réduisent en hiver. Sur Terre, ces suintements saisonniers peuvent être produits par des bactéries méthanogènes.

Jennifer Eigenbrode a cependant d'entrée de jeu mis les points sur les « i ». Les molécules organiques repérées ainsi que les suintements de méthanes saisonniers ne sont pas nécessairement d'origine biologique. Des phénomènes abiotiques, donc découlant de processus physicochimiques, pourraient les expliquer. En l'état, les instruments de Curiosity ne permettent pas de trancher.

Mais ces résultats sont tout de même très encourageants surtout pour la mission ExoMars 2020, de l'ESA, actuellement en préparation. Elle devrait déposer à la surface de la Planète rouge un rover de 300 kg doté d'une foreuse capable de ramener une carotte prélevée jusqu'à 2 mètres de profondeur. Un laboratoire capable d'analyser l'échantillon et d'identifier des marqueurs biochimiques prévu à bord de l'engin pourrait donc faire une découverte révolutionnaire.

Une présentation du cratère Gale exploré par Curiosity. 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 Jet Propulsion Laboratory

En attendant, on peut consulter les deux articles scientifiques publiés dans le journal Science et qui donnent plus de détails sur les découvertes faites par Curiosity. Elles ont été rendues possibles par Sam (Sample Analysis at Mars, soit analyse d'échantillons de Mars en français), un ensemble d'instruments de mesure aptes à déterminer la composition chimique (moléculaire, élémentaire et isotopique) de l'atmosphère de Mars et du sol martien, développé par la Nasa avec une participation des laboratoires français Latmos et Lisa.

Les échantillons de roche étudiés ont été prélevés avec une foreuse dans des blocs de mudstone, une fine roche sédimentaire argileuse cousine du limon. Sam a donc détecté des molécules organiques présentes sous la surface de Mars. Les précédentes détections faites avec Curiosity étaient critiquables car ambigües. Ce n'est plus le cas avec le nouveau protocole d'utilisation des instruments de Sam mis en œuvre par les chercheurs.

Cette image du 31 janvier 2015 montre le forage effectué pour un prélèvement par Curiosity dans une cible appelée « Mohave 2 ». Le site est l'affleurement de « Pahrump Hills », à la base du mont Sharp. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS

Des molécules organiques et des kérogènes il y a 3,5 milliards d'années ?

Ces molécules sont anciennes car elles se trouvent à l'intérieur de roches (notamment une baptisé Mohave 2) datant d'environ 3,5 milliards d'années. Mais, comme l'explique Jennifer Eigenbrode dans la première vidéo ci-dessus, ces molécules pourraient avoir été apportées sur Mars par des météorites comme les chondrites carbonées, riches en molécules biologiques, comme des acides aminés tels que l'adénine ou la guanine, mais qui sont le résultat de processus abiotiques. Ces molécules prébiotiques pourraient d'ailleurs avoir contribué à l'apparition de la vie sur Terre et peut-être sur Mars.

Malgré un bombardement météoritique qui apporte de 100 à 300 tonnes de matière par an depuis des milliards d'années, la surface ne semble pas fortement enrichie en ces molécules organiques, comme les exobiologistes et les planétologues l'ont découvert avec déception dans les années 1970 avec les missions Viking. Le sol martien s'est avéré très oxydant et conjointement avec le rayonnement UV qui n'est pas fortement atténué par une couche d'ozone, comme c'est le cas sur Terre, ces molécules organiques seraient donc rapidement détruites, dégradées en formes simples.

Restes d'un lac vieux de 3,5 milliards d'années qui remplissait autrefois le cratère Gale. Les scientifiques de la Nasa ont conclu dès le début de la mission Curiosity que Mars était habitable il y a longtemps, en se basant sur l'étude des restes de mudstone comme ceux-ci. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS

Les molécules découvertes par Sam auraient été conservées pendant des milliards d'années parce qu'elles étaient en profondeur dans les roches et aussi parce que celles-ci contenaient des composés soufrés qui aident à la conservation. Ces molécules, comme le benzène et le toluène, provenant d'échantillons portés à des centaines de degrés, pourraient être des fragments de molécules carbonées beaucoup plus longues fragmentées par la chaleur, comme des kérogènes.

Sur Terre, il s'agit d'une matière intermédiaire entre des organismes morts dans des sédiments et le charbon ou le pétrole. Mais ces molécules pourraient tout aussi bien avoir été synthétisées sur Mars par des interactions entre les roches et de l'eau chaude dans des systèmes hydrothermaux.

Large de 154 kilomètres de diamètre, le cratère Gale a été formé par l'impact d'un petit corps céleste il y probablement 3,7 milliards d'années, alors que Mars était encore un peu humide et probablement encore accueillante pour la vie. Il a été occupé par un lac il y a plus de trois milliards d'années, qui s'est asséché à plusieurs reprises, ce qui peut se lire dans l'empilement de couches de dépôts sédimentaires gardant des traces de cours d'eau et de dépôts éoliens. Au centre se trouve le mont Sharp, un mélange de dépôts lacustres et éoliens recouvrant sans doute un pic central formé par un rebond de la croûte martienne après l'impact. © Nasa

Des clathrates ou des bactéries méthanogènes pour le méthane martien ?

Venons en maintenant à la découverte des suintements saisonniers de méthane. Les modèles photochimiques de l'atmosphère martienne prédisent que ce gaz aurait une durée de vie d'environ 300 ans, donc toute détection implique une injection très récente dans l'atmosphère à l'échelle géologique. Des indications de la présence de méthane dans l'atmosphère de Mars existaient en fait depuis 2003 et ont notamment fait l'objet d'une publication dans Science de Thérèse Encrenaz et ses collègues qui avait repéré des traces de ce gaz à l'aide des instruments de la sonde européenne Mars Express.

Il y a quelques années, Curiosity avait déjà détecté de faibles concentrations transitoires de méthane dans l'atmosphère martienne. Mais cela pouvait s'expliquer par un apport continuel de météorites possédant de la matière organique. Le méthane serait alors produit par la dégradation de cette matière sous l'effet de l'intense rayonnement UV à la surface de Mars.

Sources et mécanismes de dégradation possibles du méthane martien : apport de matière organique par des météorites (cosmic dust) transformée ensuite en méthane par les UV, production par des micro-organismes enfouis (microbes), altération de l'olivine en présence d'eau liquide (water), stockage sous forme de clathrates (clathrate storage), transformation par les UV (photochemistry) en formaldéhyde et méthanol puis en CO2. © Nasa, JPL, SAM-GSFC, Univ. of Michigan

Les nouvelles données de Curiosity semble exclure cette hypothèse, notamment parce que les variations sont de trop grande amplitudes et ne peuvent donc pas être produites, qui plus est de façon cyclique, à cause de ce bombardement de matière. Mais le méthane détecté n'est pas forcément le signe de l'activité actuelle de bactéries méthanogènes vivant dans des poches d'eau maintenue liquide par la chaleur de l'activité volcanique résiduelle.

Il pourrait provenir de clathrates fossiles, de la glace riche en méthane bien connue au fond des océans sur Terre, présents juste sous la surface de Mars. À l'occasion du printemps et surtout de l'été martien, l'élévation de la température vaporiserait de la glace dans des fissures en surface permettant à ce méthane de se libérer.

Le XXIe siècle ne fait que commencer. Gageons que nous aurons les réponses à toutes les questions que soulèvent cette découverte avant 2050.

  • Le rover Curiosity a découvert dans des roches sédimentaires datant d’environ 3,5 milliards d’années plusieurs molécules organiques datant de cette période. Or, ces roches se sont déposées dans un lac à une époque où la vie pouvait prospérer.
  • Curiosity a également observé des émanations de méthane saisonnières, plus forts en été qu'en hiver. Sur Terre, ces suintements saisonniers peuvent être produits par des bactéries méthanogènes.
  • Cependant, ces observations peuvent s'expliquer par des processus abiotiques.
  • Ces résultats sont encourageants pour la mission ExoMars 2020, de l’ESA, est en préparation, et qui sera capable d'identifier des marqueurs biochimiques sur des échantillons prélevés dans le sol.
Pour en savoir plus

Curiosity et sa découverte sur Mars ? RAS selon la Nasa...

Article de Laurent Sacco publié le 30/11/2012

Concernant l'énigmatique trouvaille faite par Curiosity sur Mars, on ne devait en savoir plus que lors du prochain colloque, du 3 au 7 décembre 2012. La Nasa vient d'annuler le suspens en démentant toute découverte « de nature à entrer dans les livres d'histoire ». Les instruments de Curiosity fonctionnent juste exceptionnellement bien, ce qui enthousiasme les chercheurs.

Il y a plus d'une semaine, on apprenait que l'un des responsables principaux de la mission martienne Curiosity, le géologue John P. Grotzinger, aurait déclaré à un journaliste être enthousiasmé par de mystérieuses mesures des résultats d'analyses d'échantillons du sol martien réalisées à l'aide de l'instrument Sam (Sample Analysis at Mars). Il ne pouvait encore en dire plus, attendant probablement des confirmations, mais il s'agissait d'une découverte « de nature à entrer dans les livres d'histoire ».

Bien évidemment, une rumeur voulant que le rover ait pu découvrir des traces de l'existence de la vie sur Mars s'est immédiatement propagée.

Une partie du panorama obtenu avec les instruments de Curiosity sur Mars. © Nasa-JPL

Patrice Coll (Lisa) et Michel Cabane (Latmos), des membres importants de l'équipe française fortement impliquée dans Sam, ont rapidement réagi en déclarant : « Contrairement à ce que l'on peut lire dans certains médias, Sam ne peut pas trouver d'organisme vivant, puisque ce laboratoire analytique a pour mission de définir la composition chimique des échantillons qu'il analyse, que ce soient des échantillons de sol ou d'atmosphère. Bien évidemment, si Sam détecte ou identifie des composés organiques, il conviendra d'essayer de répondre à la question de leur(s) origine(s), et dans ce cas ce ne sera pas à Sam seul de répondre à cette question mais à l'ensemble des instruments de MSL qui en croisant leurs résultats permettront de mieux comprendre cette origine, qu'elle soit biologique ou autre... En résumé l'investigation de Mars avec Sam commence à peine ».

Grâce aux rovers Spirit et Opportunity et surtout les sondes en orbite Mars Express et MRO, on a confirmé que de l'eau a coulé sur Mars et que des océans y ont existé. On sait désormais où de futures missions robotisées ou humaines devront chercher des traces éventuelles d'une vie, fut-elle sous forme de fossiles. © Insu, Dailymotion

Curiosity : un trop plein d'enthousiasme ?

Le porte-parole du JPL, Guy Webster, avait emboîté le pas en commentant les propos de John Grotzinger au journaliste de la radio publique NPR en ces termes : « Concernant sa remarque sur les livres d'histoire, la mission dans son ensemble est de nature à entrer dans les livres d'histoire... il n'y a rien de spécifique à venir qui soit bouleversant. John était ravi de la qualité des analyses sur les échantillons en provenance du robot alors qu'un journaliste était dans son bureau. Il a par le passé déjà été enthousiasmé par de précédents résultats, et il le sera de nouveau à l'avenir ».

En exclusivité : ce que Curiosity a vu et que la Nasa ne veut pas que l'on sache ! © DR

À moins que la vérité ne soit ailleurs, la Nasa vient de doucher froidement ceux qui espéraient qu'au moins des indices d'une apparition de la vie sur Mars dans un passé reculé, aient été trouvés par Sam. Dans un communiqué en ligne sur son site depuis hier, on peut lire les déclarations suivantes : « Les rumeurs et spéculations selon lesquelles une découverte majeure aurait été faite dans le cadre de la mission Curiosity qui en est à ses débuts sont erronées. À ce stade de la mission les instruments du robot n'ont fourni aucune preuve de la présence de matière organique martienne ».

Pour des traces de méthane ou des acides aminés, il va falloir continuer à chercher...

Abonnez-vous à la lettre d'information La quotidienne : nos dernières actualités du jour.

!

Merci pour votre inscription.
Heureux de vous compter parmi nos lecteurs !

Cela vous intéressera aussi

Nasa : revivez 20 ans d'exploration de Mars  La Nasa nous invite à revivre en vidéo les temps forts de toutes les missions qui se sont succédé autour de Mars et à sa surface. Ces aventures, variées, couronnées de succès et surprenantes, nous ont beaucoup appris sur la Planète rouge et son habitabilité passée.