La possibilité que la vie puisse exister sur Mars a captivé l'imagination des chercheurs, des scientifiques et des écrivains depuis plus d'un siècle. Depuis que Giovanni Schiaparelli (et plus tard, Percival Lowell) a repéré ce qu'ils croyaient être des «canaux martiens» au 19e siècle, les humains ont rêvé d'envoyer un jour des émissaires sur la planète rouge dans l'espoir de trouver une civilisation et de rencontrer les Martiens indigènes.
Tandis que le Marin et Viking les programmes des années 60 et 70 ont brisé la notion de civilisation martienne, de multiples sources de données ont depuis émergé qui indiquent comment la vie aurait pu exister sur Mars. Grâce à une nouvelle étude, qui indique que Mars peut avoir suffisamment d'oxygène enfermé sous sa surface pour soutenir les organismes aérobies, la théorie selon laquelle la vie pourrait encore existe là a été donné un autre coup de pouce.
L'étude, récemment publiée dans la revue Géoscience de la nature, était dirigé par Vlada Stamenkovic, un scientifique de la Terre et des planètes et un physicien théoricien du Jet Propulsion Laboratory de la NASA. Il a été rejoint par plusieurs membres du JPL et de la Division des sciences géologiques et planétaires du California Institute of Technology (Caltech).
Pour le dire simplement, le rôle possible que l'oxygène gazeux aurait pu jouer sur Mars a historiquement reçu peu d'attention. Cela est dû au fait que l'oxygène constitue un très petit pourcentage de l'atmosphère de Mars, qui est principalement composée de dioxyde de carbone et de méthane. Cependant, les preuves géochimiques des météorites martiennes et des roches riches en manganèse à sa surface ont montré un degré élevé d'oxydation.
Cela pourrait être le résultat de l'eau existant sur Mars dans le passé, ce qui indiquerait que l'oxygène a joué un rôle dans l'altération chimique de la croûte martienne. Pour explorer cette possibilité, Stamenkovi et son équipe ont examiné deux éléments de preuve collectés par le Curiosité vagabond. Le premier était la preuve chimique de l'instrument Curiosity Chemistry and Mineralogy (CheMin), qui a confirmé les niveaux élevés d'oxydation dans des échantillons de roche martienne.
Deuxièmement, ils ont consulté les preuves obtenues par le Mars Express » Instrument Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding (MARSIS), qui indique la présence d'eau sous la région polaire sud de Mars. À l'aide de ces données, l'équipe a commencé à calculer la quantité d'oxygène qui pourrait exister dans les dépôts de saumure souterrains, et si cela suffirait ou non à maintenir les organismes aérobies.
Ils ont commencé par développer un cadre thermodynamique complet pour calculer la solubilité de O² dans les saumures liquides (eau salée et autres minéraux solubles) dans les conditions martiennes. Pour ces calculs, ils ont supposé que l’approvisionnement en O² était l’atmosphère de Mars, qui serait en mesure de prendre contact avec les environnements de surface et souterrains - et donc transférable.
Ensuite, ils ont combiné ce cadre de solubilité à un modèle de circulation générale (GCM) de Mars pour déterminer le taux annuel auquel l'O² se dissoudrait dans les saumures - en tenant compte des conditions locales de pression et de température sur Mars aujourd'hui. Cela leur a permis de repérer immédiatement les régions les plus susceptibles de maintenir des niveaux élevés de solubilité O².
Enfin, ils ont calculé les changements historiques et futurs de l'obliquité de Mars pour déterminer comment la distribution des environnements aérobies a évolué au cours des 20 derniers millions d'années et comment ils pourraient changer au cours des 10 millions suivants. À partir de cela, ils ont découvert que même dans les pires scénarios, il y avait suffisamment d'oxygène dans les roches martiennes et les réservoirs souterrains pour soutenir les organismes microbiens aérobies. Comme Stamenkovic l'a déclaré à Space Magazine:
«Notre résultat est que l'oxygène peut être dissous dans diverses saumures dans des conditions martiennes modernes à des concentrations bien supérieures aux besoins des microbes aérobies pour respirer. Nous ne pouvons pas encore faire de déclarations concernant le potentiel des eaux souterraines, mais nos résultats pourraient impliquer l'existence de saumures fraîches agissant sur des roches formant des oxydes de manganèse, qui ont été observées avec MSL.
D'après leurs calculs, ils ont découvert que la plupart des environnements souterrains sur Mars dépassaient les niveaux d'oxygène requis pour la respiration aérobie (~ 10 ^? 6 mol m ^? 3) jusqu'à 6 ordres de grandeur. Ceci est proportionnel aux niveaux d'oxygène dans les océans de la Terre aujourd'hui, et plus élevé que ce qui existait sur Terre avant le grand événement d'oxygénation il y a environ 2,35 milliards d'années (10 ^? 13–10 ^? 6 mol m ^? 3).
Ces résultats indiquent que la vie pourrait encore exister dans les dépôts souterrains d'eau salée et offrent une explication pour la formation de roches hautement oxydées. "Le rover Curiosity de MSL a détecté des oxydes de manganèse qui ne se forment généralement que lorsque les roches interagissent avec des roches hautement oxydées", a déclaré Stamenkovic. «Nos résultats pourraient donc expliquer ces résultats si des saumures fraîches étaient présentes et si les concentrations d'oxygène étaient similaires ou supérieures à celles d'aujourd'hui alors que les roches étaient altérées.»
Ils ont également conclu qu'il pourrait y avoir plusieurs endroits autour des régions polaires où des concentrations beaucoup plus élevées d'O² existaient, ce qui serait suffisant pour soutenir l'existence d'organismes multicellulaires plus complexes comme les éponges. Pendant ce temps, des environnements avec des solubilités intermédiaires se produiraient probablement dans des zones plus basses proches de l'équateur qui ont des pressions de surface plus élevées - comme Hellas et Amazonis Planitia, et Arabia et Tempe Terra.
De tout cela, ce qui commence à émerger est une image de la façon dont la vie sur Mars aurait pu migrer sous terre, plutôt que de simplement disparaître. Alors que l'atmosphère était lentement éliminée et la surface refroidie, l'eau a commencé à geler et à se déplacer dans le sol et les caches souterraines, où suffisamment d'oxygène était présent pour soutenir les organismes aérobies indépendamment de la photosynthèse.
Bien que cette possibilité puisse conduire à de nouvelles opportunités dans la recherche de vie sur Mars, il pourrait être très difficile (et déconseillé) d'aller la chercher. Pour commencer, les missions précédentes ont évité les zones sur Mars avec des concentrations en eau de peur de les contaminer avec des bactéries de la Terre. Voilà pourquoi les missions à venir comme la NASAMars 2020 rover se concentrera sur la collecte d'échantillons de sol de surface pour rechercher des preuves de la vie passée.
Deuxièmement, bien que cette étude présente la possibilité que la vie puisse exister dans des caches souterraines sur Mars, elle ne prouve pas de manière concluante que la vie existe toujours sur la planète rouge. Mais comme l'a indiqué Stamenkovic, cela ouvre des portes à de nouvelles recherches passionnantes, et pourrait fondamentalement changer notre façon de voir Mars:
«Cela implique que nous avons encore beaucoup à apprendre sur le potentiel de vie sur Mars, non seulement passé mais aussi présent. Tant de questions restent ouvertes, mais ce travail donne également l'espoir d'explorer le potentiel de la vie existante sur Mars aujourd'hui - en mettant l'accent sur la respiration aérobie, quelque chose de très inattendu. »
L'une des plus grandes implications de cette étude est la façon dont elle montre comment Mars aurait pu faire évoluer la vie dans des conditions différentes de celles de la Terre. Au lieu d'organismes anaérobies se produisant dans un environnement nocif et utilisant la photosynthèse pour produire de l'oxygène (ce qui rend l'atmosphère adaptée aux organismes aérobies), Mars aurait pu se procurer de l'oxygène à travers les roches et l'eau pour maintenir les organismes aérobies dans un environnement froid loin du Soleil.
Cette étude pourrait également avoir des implications dans la recherche de la vie au-delà de la Terre. Bien que les microbes souterrains sur les exoplanètes froides et desséchées puissent ne pas sembler être la définition idéale de «habitable» pour nous, cela crée une opportunité potentielle de rechercher la vie comme nous le faisons ne pas sachez le. Après tout, trouver la vie au-delà de la Terre sera révolutionnaire, quelle que soit sa forme.
