Illustration de Mars. © Nasa

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Vie sur Mars : elle aurait pu être présente dans ses profondeurs

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Des chercheurs qui ont mené une grande enquête sur l'habitabilité du sous-sol de Mars sont parvenus à la conclusion que de larges zones ont pu accueillir des formes de vie. Et cela durant des centaines de millions d'années. Explications.

Y a-t-il de la vie sur Mars ou y en a-t-il eu dans son lointain passé, plus chaud et humide qu'aujourd'hui ? La question intéresse les chercheurs spécialistes, exobiologistes et planétologues. Sans parler des nombreux Terriens qui veulent savoir s'ils ont des voisins, aussi petits soient-ils, ou pas.

Il y a quatre milliards d'années, les conditions favorables à l'éclosion de la vie à la surface de Mars ont semble-t-il existé, comme l'ont montré les investigations menées au sol par Curiosity (et dans une moindre mesure, Spirit et Oppoturnity), ainsi que les observations de plusieurs orbiteurs. Mais peut-être furent-elles trop éphémères pour que la vie ait le temps de se développer... La question reste posée. En revanche, dans le sous-sol, il se pourrait que des organismes microscopiques aient trouvé un terrain pour se maintenir des millions d'années durant. Et même des centaines de millions d'années.

Le rover Mars 2020 sera chargé de rechercher d’éventuelles traces de vie sur Mars. Voici les trois sites retenus pour son atterrissage prévu en février 2021. © Nasa

Y a-t-il des Slime à l’intérieur de Mars ?

Une nouvelle étude, publiée dans Earth and Planetary Science Letters, montre que c'est possible. Bien sûr, les auteurs ne disent pas que de la vie existe mais expliquent que, d'après leurs modélisations, des formes de vie pourraient avoir existé dans des écosystèmes souterrains, comme il en existe sur Terre. Les Slime (acronyme de subsurface lithoautrophic microbial ecosystems) sont installés dans les interstices entre les minéraux au sein les roches ignées.

Vivant dans les entrailles de la Terre, ces organismes (essentiellement des bactéries, des archées et des champignons) ne voient jamais le Soleil et tirent leur énergie de la chimiolithotrophie, par extraction d'électrons des molécules qui les entourent, notamment l'hydrogène moléculaire. Pour Jesse Tarnas et son équipe, cela tombe bien : le sous-sol devait être riche en hydrogène.

Grâce aux données recueillies par la sonde 2001 Mars Odyssey, les chercheurs ont estimé l'abondance d'uranium présente dans la croûte martienne à partir de celles du thorium et du potassium identifiées par l'orbiteur. Et comme le rayonnement provoqué par la désintégration de ces éléments radioactifs est capable de briser les molécules d'eau — un processus nommé radiolyse — présente dans le sous-sol de Mars, ils ont pu ensuite évaluer les quantités qui étaient émises à la fin du Noachien.

L'eau ne manquait pas dans les anfractuosités à cette période et, toujours selon leurs modélisations, les zones souterraines où elles pouvaient trouver refuge étaient multiples... Au final, ils ont déterminé que les environnements favorables aux Slime étaient très étendus et épais de plusieurs kilomètres. Ils ont calculé que le sous-sol recelait bien plus d'hydrogène que nécessaire pour ces formes de vie.

En image, la plaine Northeast Syrtis Major photographiée par HiRise de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter. Pour les auteurs de l’étude citée, c’est un site où des traces d’une vie souterraine passée pourraient être découvertes. © Nasa, MRO HiRise

Enfin, autre point qui accroît encore la possibilité que ce milieu fût habitable, tout au moins pour des organismes autolithotrophes : le climat devenu froid de Mars. Eh oui, paradoxalement, la glace qui les recouvrait au niveau supérieur aurait agi comme un bouchon réduisant l'évasion du précieux hydrogène. S'il avait fait plus chaud, l'habitabilité de ce milieu s'en serait retrouvée réduite. En conclusion, c'était un véritable paradis pour ces organismes vivants, si, bien sûr, encore une fois, ils ont existé.

D'ailleurs, il faudrait aller y regarder de plus près. Il existe sur Mars des sites d'impact où des brèches sont visibles en surface. Pour le jeune chercheur et ses coéquipiers, c'est donc là qu'il faudrait aller chercher. Et, jutement, l'un d'entre eux — Northeast Syrtis Major — figure sur la liste des trois finalistes pour les enquêtes de terrain du futur Mars 2020. Le rover devrait arriver sur Mars... en février 2021. Il est possible que les auteurs de l'étude se rendent à Los Angeles, entre le 16 et le 18 octobre, pour en parler avec leurs pairs dans le cadre du quatrième et dernier « atelier » organisé par la Nasa autour de cette question cruciale. Et, quand connaîtrons-nous le site d'atterrissage définitif de ce Curiosity 2 ? Encore un peu de patience.

  • Dans le lointain passé de Mars, la désintégration d’éléments radioactifs dans ses profondeurs aurait permis la radiolyse de l’eau.
  • Sa ionisation aurait ainsi produit de l’hydrogène moléculaire en abondance. Autant qu’il y en a sur Terre, dans son sous-sol où des micro-organismes s’en nourrissent.
  • Des écosystèmes souterrains auraient pu exister dans les entrailles de Mars. Les régions en surface où des roches profondes sont exposées sont à privilégier, soutiennent les chercheurs.
Pour en savoir plus

La vie pourrait être présente dans les profondeurs de Mars !

Article d'Olivier Poch publié le 17 septembre 2003

Une vie souterraine pourrait exister sur Mars, peut-être à quelques mètres sous le sol rouge et aride de la planète... Des experts dans la recherche de vie martienne ont participé à la 6ème Conférence de la Mars Society organisée cet été du 14 au 17 août 2003 à Eugene, dans l'état de l'Oregon aux Etats-Unis.

D'après les résultats des recherches effectuées par ce groupe d'experts, la vie pourrait bien exister actuellement sur Mars, cachée dans des cavernes de pierres souterraines ou des poches d'eau liquide afin de se protéger de la surface hostile. Cette perspective incite ces scientifiques à chercher d'abord sur Terre des formes de vie exotique, semblables à celles qui pourraient s'épanouir actuellement dans les entrailles de la planète rouge.

Le projet MARTE

Dans cette optique, le groupe d'experts propose d'étudier une rivière du sud-ouest de l'Espagne, le Rio Tinto. Le Rio Tinto a l'étrange particularité d'être rouge, l'eau qui s'y écoule ressemble à du vin rouge, d'où son nom. En fait, cette couleur vient de la grande quantité de fer dissout dans l'eau de la rivière fortement acide. Le fer est donc oxydé et prend cette teinte rouillée.

Tinto Rio. ©, Carol Stoker, NASA Ames Research Center
Tinto Rio. ©, Carol Stoker, NASA Ames Research Center

Cet environnement extrême est entretenu par un écosystème microbien. Les microbes présents dans la rivière se nourrissent des minéraux sulfureux et excrètent de l'acide sulfurique !

Les chercheurs pensent qu'une biosphère souterraine pourrait exister en profondeur sous le Rio Tinto. Ces micro-organismes vivraient à priori sans présence de dioxygène et leur métabolisme serait basé sur l'énergie chimique. Cette biosphère souterraine pourrait alors contrôler ce qui se passe en surface. La présence de ces organismes pourrait aider à mieux comprendre les mécanismes de la vie souterraine, vie qui peut être envisagée sur Mars. "La recherche de la vie au Rio Tinto est un bon analogue pour chercher la vie sur mars" a déclaré Carol Stoker.

Carol Stoker, chercheuse du NASA Ames Research Center va se rendre sur place accompagnée de toute une expédition de scientifiques à la mi-septembre afin d'étudier de plus près cet environnement surprenant. Des scientifiques, des chercheurs de la Nasa, des universités américaines et des membres du Centre Espagnol d'Astrobiologie vont tous se réunir dans quelques jours pour participer au projet MARTE (pour Mars Analog Research and Technology Experiment). Ce projet qui doit s'étaler sur trois ans, aura pour principal objectif de creuser en profondeur sous le Rio Tinto pour tenter d'y trouver une vie aquatique souterraine. Cela pourra également permettre de tester les technologies qui permettront de rechercher la vie martienne. La NASA pourrait par exemple y trouver des idées pour créer puis tester le fonctionnement de ses prochains atterrisseurs qui foreront le sol martien en profondeur.

Carol Stoker a ainsi déclaré lors de la conférence que "nous commençons avec une feuille de papier vierge... Un grand nombre de choses sont à découvrir. Notre action pourra aussi aider à former la génération suivante de sondes martiennes". Stoker a ajouté qu'un des grands défis du projet était de ne pas contaminer la biosphère souterraine lors des prélèvements afin d'obtenir des échantillons propres et représentatifs de la vie sous-superficielle.

Le premier forage doit avoir lieu dans les prochains jours. Plus tard au printemps 2005, un long mois de travail et de simulations de prélèvement d'échantillons sera mis en place.

Le projet MARTE a de beaux jours devant lui !

"70 % de chance" pour une vie dans des cavernes sur Mars...

Durant le Congrès de la Mars Society, une scientifique a exposé une idée particulièrement intéressante. Penelope Boston est directrice du programme d'études des grottes et affaissements de terrain à l'Institut pour l'Exploitation Minière dans l'état du Nouveau Mexique à Socorro.

Penelope Boston en mission dans une caverne sur Terre... à quand l'exploration des profondeurs de Mars ? © Astrobiology, Dr Penelope Boston
Penelope Boston en mission dans une caverne sur Terre... à quand l'exploration des profondeurs de Mars ? © Astrobiology, Dr Penelope Boston

Penelope Boston a étudié de près des photographies de la surface martienne prises par la sonde Mars Global Surveyor. Certaines montrent sur les flancs de certains volcans des élévations de terrains tels des veines, ou bien des affaissements. Il est donc possible que des galeries se cachent à ces endroits-là sous le sol martien... Ces cavernes pourraient être d'excellents milieux de développement pour d'éventuels micro-organismes. En effet, dans ces grottes les organismes seraient protégés des rayons ultraviolets, extrêment nocifs pour la vie, par l'épaisse couche de terre et de poussières formant la caverne. De plus, ces cavernes pourraient offrir un milieu "douillet" pour la vie en protégeant les organismes des températures extrêmes.

Penelope Boston a rescencé de nombreuses cavités à la surface de Mars en observant les photographie de MGS. La planète Mars ayant connu dans le passé une activité volcanique intense, les cavernes souterraines sont sans aucun doute omniprésentes sur la planète rouge.

Mais l'opportunité offerte par ces grottes ne s'arrête pas là... La sonde Mars Odyssey a en effet découvert de la glace d'eau à moins d'un mètre de la surface de Mars dans certaines régions. Cela voudrait dire que la présence de glace, voir d'eau liquide dans ces cavités volcaniques est fort possible. Aussi, si ces cavités sont bien hermétiques, elles pourraient alors contenir un gaz tel que de la vapeur d'eau par exemple... Un tel cocktail est très positif pour l'existence de vie actuellement sur Mars !

"Compte tenu des dernières preuves de présence de grandes quantités de glaces souterraines, j'estime les chances d'une existence de vie sur Mars à 70 %" a déclaré P. Boston. "C'est la plus forte estimation que je n'ai jamais faite" a-t-elle ajouté lors de la conférence.

Penelope Boston a confié que plus elle étudie le milieu souterrain terrestre, plus selon-elle, l'existence d'une vie souterraine sur Mars devient probable. La chercheuse pense également que l'existence d'une biosphère souterraine ne nécessite pas l'existence d'une biosphère de surface : "On pense tout de suite dans notre tête que la vie ne peut s'épanouir qu'en surface, dans un environnement riche en oxygène avec Bambi sautillant gaiement sur le sol. Mais cela n'est peut-être pas toujours le cas, les biosphères peuvent être différentes". Sur Mars par exemple, la biosphère souterraine pourrait être beaucoup plus accueillante que la surface où règnent des conditions climatiques extrêmes.

L'étude de ces cavités martiennes promet d'être passionnante. Restera alors à aller voir sur place ce qu'il en est...

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