La vie sur Mars : un sujet inépuisable, et à la fois épuisant tant le cycle des annonces médiatiques s’essouffle à force de crier au loup. Entre le récent cold case des sondes Viking, la découverte l’année passée de molécules organiques par Curiosity et les étranges taches vertes débusquées par Perseverance quelques mois plus tard, difficile de savoir où donner de la tête. Ce qui peut être vécu comme une surabondance d’informations ne doit néanmoins pas nous dispenser de nous désintéresser de la question.
Ce mardi, une équipe de la NASA nous a donné une bonne raison de rester aux aguets, avec une étude parue dans la revue Nature Communications. Cette dernière nous rapporte les résultats d’une expérience menée en 2020 par le rover Curiosity, dans le cratère de Gale. Pour la première fois sur une autre planète, le rover a utilisé un réactif chimique appelé TMAH (hydroxyde de tétraméthylammonium) pour décomposer des molécules organiques trop fragiles ou trop enchâssées dans la roche martienne. Plus de vingt molécules ont été identifiées de cette manière, dont certaines inédites sur la planète rouge.
Parmi elles, le benzothiophène, que l’on retrouve également dans des météorites et des astéroïdes, et un dérivé azoté susceptible d’intervenir dans la chimie prébiotique menant à la formation de l’ADN. Ces composés ne constituent pas une preuve de vie passée ; ils peuvent se former sans elle, ou avoir voyagé depuis l’espace sur des roches météoritiques. Elle prouve, en revanche, que ces molécules ont été préservées dans la roche martienne depuis plus de trois milliards d’années ; une première observation expérimentale de ce type sur Mars.
Mars : la chimie prébiotique sous le regard de Curiosity
Si Curiosity arpente patiemment le cratère de Gale depuis 2012, c’est parce que ce bassin de 154 kilomètres de diamètre est un ancien lac martien asséché. Ses strates rocheuses sont donc, à cet égard, les archives naturelles d’une époque lointaine où Mars était encore parcourue de rivières et ponctuée d’étendues d’eau. C’est à cette période que la vie aurait pu, en théorie, trouver les conditions nécessaires à son apparition et la vingtaine de molécules détectées par Curiosity date également de ce passé fertile.
Il n’est pourtant pas facile de les déceler sans le bon outil. L’instrument principal de Curiosity pour l’analyse chimique des roches est le SAM (Sample Analysis at Mars) et fonctionne grâce à la pyrolyse : lorsqu’il récupère un échantillon, il est chauffé jusqu’à 1 000 °C, et ses composés organiques volatils se libèrent et sont ensuite analysés par chromatographie gazeuse et spectrométrie de masse. Un procédé efficace pour les molécules simples et résistantes à la chaleur, qui se libèrent sans difficulté à haute température.
Pour le reste, la pyrolyse est insuffisante voire contre-productive, puisqu’elle est incapable de libérer les composés trop lourds de la matrice rocheuse, et peut même les détruire s’ils sont trop fragiles.
Une limite contournable grâce au TMAH, que l’on mélange aux échantillons avant chauffage. C’est un réactif qui se lie aux molécules organiques avant que la température ne monte et les méthyle : il leur greffe des radicaux qui abaissent leur point de volatilisation et les stabilisent chimiquement, de sorte qu’elles survivent à l’extraction et atteignent le détecteur intactes.
L’équipe, menée par Amy Williams, astrobiologiste et co-autrice de l’étude, portait une grosse pression sur leurs épaules, puisqu’elle n’avait que deux tentatives pour réussir l’expérience. En effet, le SAM n’embarque deux godets pré-remplis de TMAH, scellés au moment de l’assemblage du rover en 2011 et impossibles à recharger depuis la Terre. Heureusement, les deux ont fonctionné : un succès, d’autant que, comme le rappelle Williams, « cette expérience n’avait jamais été menée sur un autre monde ».
Une preuve sans témoin
Même si les composés retrouvés ne sont pas nécessairement d’origine biologique, leur simple présence est déjà la preuve que la matière organique peut survivre à des milliards d’années de radiations, pourvu qu’elle soit nichée au bon endroit. Surtout que Mars a connu un passé géologique particulièrement agité, marqué par des bombardements météoritiques intenses et une activité volcanique bouillonnante.
Que ces molécules aient traversé tout cela sans se dégrader est, en soi, une information capitale pour notre compréhension de la chimie martienne. « Ce qui est tombé sur Mars depuis l’espace est tombé sur la Terre aussi, et c’est probablement ce qui a fourni à notre planète les éléments constitutifs de la vie », souligne Williams.
En revanche, le destin des deux planètes a radicalement divergé, et comprendre pourquoi supposerait d’analyser en laboratoire terrestre les échantillons des rovers martiens prélevés in situ. C’était justement le but de la mission Mars Sample Return (MSR), que le Congrès américain a décidé d’annuler, sous sa forme actuelle, au mois de janvier 2025. Un gâchis scientifique monumental à plusieurs milliards de dollars, encore plus rageant lorsque l’on sait que Curiosity vient de démontrer que les strates profondes de Mars ont réussi à protéger les rares molécules prébiotiques complexes qui ont été retrouvées. La question de la vie sur Mars fut scientifiquement, ce mardi, plus légitime que jamais, mais les décideurs américains ont manifestement estimé que la réponse pouvait attendre.
- Le rover Curiosity a identifié des molécules organiques anciennes sur Mars, dont des précurseurs potentiels de l’ADN.
- Cette découverte, issue d’une technique innovante, suggère que des composés organiques peuvent survivre des milliards d’années dans des roches martiennes.
- Malgré ces découvertes, la mission Mars Sample Return a été annulée, retardant l’analyse des échantillons martiens.
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