À plusieurs reprises, le rover Curiosity a détecté du méthane (CH4) sur Mars. Mais la sonde Trace Gas Orbiter n’a jamais pu confirmer les mesures. Les chercheurs de la Nasa proposent aujourd’hui enfin une explication. © Nasa, JPL Caltech, MSSS
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Le mystère du méthane sur Mars est-il en passe d'être résolu ?

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Sur Mars, du méthane (CH4), certains en voient. D'autres n'en voient pas. Et cela intrigue les astronomes depuis plusieurs années maintenant. Mais enfin, des chercheurs proposent une explication. La détection dépendrait fortement du moment de la journée auquel les mesures sont effectuées.

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C'est en 2004 que c'est arrivé pour la première fois. Du méthane (CH4) a été repéré sur Mars par la sonde européenne Mars Express. Et si la découverte a tant excité les astronomes, c'est parce que, sur Terre, ce sont notamment les microbes -- ceux qui aident les animaux à digérer -- qui produisent du méthane : la vie, en d'autres mots. Alors, même si des processus géologiques peuvent aussi en produire, trouver des traces de méthane sur Mars, c'est enthousiasmant. D'autant que ce gaz aurait une durée de vie dans l'atmosphère martienne de quelque 300 ans seulement. Si nos instruments en détectent, cela ne peut donc être que le résultat d'une injection relativement récente.

Voilà qui est posé. Mais, au-delà de l'énigme de l'origine du méthane sur Mars, les astronomes se heurtent depuis quelques années à un autre mystère. Car si, outre Mars Express, le rover Curiosity (Nasa) a, à plusieurs reprises, détecté du méthane au-dessus de la surface du cratère Gale, la mission européenne ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) n'a jamais réussi à confirmer la présence de ce gaz plus haut dans l'atmosphère.

Certes, les quantités de méthane détectées par Curiosity restent infimes. Moins d'une demi-partie par milliard (ppb). L'équivalent d'une pincée de sel dans une piscine olympique. Tout de même avec des pointes de concentration pouvant atteindre les 20 ppb. « Mais lorsque l'équipe européenne a annoncé qu'elle ne voyait pas de méthane, j'ai été définitivement choqué », se souvient Chris Webster, responsable de l'instrument Tunable Laser Spectrometer (TLS) de Curiosity, interrogé par la Nasa. Car TGO a été conçu pour être l'étalon-or de la mesure de gaz dans l'atmosphère de Mars.

Et si Curiosity et TGO avaient tous les deux raison ?

Les chercheurs ont alors d'abord soupçonné Curiosity de produire lui-même le CH4 qu'il détectait. Ils l'ont analysé sous toutes les coutures : la façon dont il concasse les roches, la manière dont ses roues se dégradent, etc. Pour conclure sans appel que les mesures réalisées par le rover sont correctes.

Et puis, des planétologues ont suggéré qu'il n'y avait ni mystère ni erreur. Que Curiosity et TGO pourraient avoir tous les deux raison. Que les écarts de mesures observés pourraient simplement être liés à l'heure à laquelle ces mesures sont effectuées.

Les chercheurs précisent en effet que l'instrument TLS utilisé par Curiosity pour mesurer le méthane ne peut fonctionner que la nuit. Il est en effet gourmand en énergie et doit attendre, pour se réveiller, que tous les autres instruments soient mis à l'arrêt. Or la nuit, l'atmosphère martienne est plutôt calme. Un méthane suintant du sol aura toutes les chances de s'accumuler près de la surface et d'être détecté par Curiosity.

Comment le méthane peut-il disparaître de l’atmosphère de Mars ?

TGO, de son côté, a besoin de la lumière du Soleil pour chercher des traces de méthane à quelque cinq kilomètres au-dessus du sol. Mais la chaleur de la journée brasse l'atmosphère. Et le méthane concentré au niveau du sol la nuit, se retrouve dilué dans l'atmosphère quelques heures plus tard. À des niveaux soupçonnés être indétectables.

C'est ce que les astronomes viennent de confirmer. Ils ont exceptionnellement mobilisé le rover Curiosity pour des mesures en journée. Et l'instrument TLS n'a... rien trouvé non plus ! Voilà qui résout donc le problème. Du moins en apparence. Parce que si du méthane suinte constamment du sol martien et que sa durée de vie dans l'atmosphère est de quelque 300 ans, il aurait tout de même dû s'en accumuler suffisamment pour que TGO en détecte.

Reste donc désormais à comprendre ce qui détruit le méthane dans l'atmosphère de Mars. Peut-être des décharges électriques de très faible intensité induites par la poussière martienne. Ou encore l'action d'un oxygène abondant à la surface qui détruirait le CH4 avant qu'il atteigne la haute atmosphère. Des expériences sont en cours.

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