Cachée dans la ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter, Cérès est à la fois un astéroïde et une planète naine : une boule de glace et de roche. Avec ses 950 km de diamètre, elle est d’ailleurs la plus grosse des planètes naines de notre Système solaire, et aurait pu abriter un jour un océan souterrain salé dans sa prime jeunesse.
C’est ce que suggère cette étude, publiée le 20 août dans la revue Sciences Advances. Océan qui aurait peut-être été capable de générer suffisamment d’énergie et de fournir les conditions chimiques nécessaires à l’apparition d’une potentielle vie extraterrestre.
Un monde de glace et de sel dans la ceinture d’astéroïdes
Lorsque la sonde Dawn de la NASA entra dans l’orbite de Cérès pour la toute première fois en 2015, elle survola un environnement étonnamment actif. Dépôts de sels brillants formés par l’évaporation de l’eau dans l’un de ses cratères (nommé Occator, large de 90 km) et des traces de carbonates ; minéraux se formant généralement au contact d’eau liquide riche en gaz carbonique. Certaines de ses structures géologiques ressemblaient également à des conduits de saumures, des mélanges d’eau très salée qui auraient circulé depuis ses profondeurs jusqu’à sa surface.
Pris ensemble, ces signes suggèrent que Cérès a certainement abrité un vaste océan interne, caché sous une couche de glace de plusieurs dizaines de kilomètres, un peu comme les océans souterrains d’Europe ou d’Encelade. Elle n’était donc pas un bloc salé inerte, comme on l’a cru depuis sa découverte en 1801 par le mathématicien et astronome Giuseppe Piazzi.
L’étude dont il est question ici vient d’apporter de nouveaux éléments de compréhension pour mieux cerner quel type d’océan cachait Cérès. Plus qu’une simple réserve d’eau liquide, celui-ci était un milieu dans lequel les échanges entre roches et eau pouvaient produire l’énergie chimique dont certains microbes ont besoin pour survivre sans lumière.
Lorsque le noyau de Cérès s’est réchauffé, il a libéré de l’eau, du dioxyde de carbone et de l’hydrogène, piégés jusque-là dans ses minéraux. En circulant vers l’océan au-dessus, ces gaz ont rencontré une eau plus froide et plus salée. Ce contraste a créé des déséquilibres chimiques : l’hydrogène, par exemple, pouvait réagir avec le dioxyde de carbone pour former du méthane.
Sur Terre, ce type de réaction se produit notamment dans les sources hydrothermales situées dans les abysses, et fait office de carburant pour les communautés microbiennes qui les peuplent. Ces microbes exploitent la différence d’énergie entre les molécules, sans avoir besoin de lumière solaire, simplement en « vivant » de cette géochimie.
Cérès aurait peut-être pu un jour réunir ces deux briques élémentaires, essentielles à la vie telle que nous la connaissons : de l’eau liquide et les gradients chimiques qu’exploitent les microbes terrestres.
L’usine souterraine de Cérès
Selon les simulations, cet océan, agissant comme un véritable « moteur interne », aurait fonctionné pendant des centaines de millions d’années, voire jusqu’à 2 milliards d’années après la formation de Cérès. En permanence, des fluides chauds issus du noyau circulaient vers l’océan, riches en hydrogène et en dioxyde de carbone. Ce flux aurait pu soutenir une forme de vie microbienne basée sur la chimiosynthèse, comme les méthanogènes (microbes qui produisent du méthane) de nos abysses marins.
Les chercheurs ont modélisé la circulation de ces fluides chauds (le mélange cité précédemment relâché par le noyau) à travers les pores de la roche. Même un flux très faible, de l’ordre d’1 kg/s, aurait suffi à fournir assez d’énergie chimique pour maintenir une population de plusieurs milliers de milliards de cellules (environ 3 × 10¹⁵).
Si le flux avait été plus intense, jusqu’à 300 kg/s, il aurait pu soutenir une biomasse totale atteignant 10¹⁷ cellules. À l’échelle d’une planète entière, c’est, certes, très peu, mais suffisant pour considérer qu’une biosphère microbienne dense aurait pu prospérer.
Malheureusement, aujourd’hui, Cérès est bien moins accueillante, même pour des organismes aussi simples que des microbes. L’océan interne de Cérès s’est presque entièrement figé au fil du temps : il ne subsiste plus que des poches de saumures très salées, enfouies à des températures glaciales comprises entre – 63 °C et – 23 °C, bien trop basses pour permettre la survie des microbes que nous connaissons sur Terre.
Cette glaciation ne signifie pas pour autant que toute forme de vie ait été vouée à disparaître complètement. Les dépôts de sels brillants observés à la surface auraient pu une « mémoire chimique » de l’époque où l’océan de Cérès était actif. Ces cristaux pourraient renfermer des traces de carbone ou même des bulles microscopiques des fluides piégés, comme des archives naturelles. C’est pourquoi une future mission de retour d’échantillons permettrait d’analyser ces sels en détail et de savoir si, un jour, Cérès a réellement été habitable. Peut-être que le premier vrai fossile extraterrestre ne sera rien d’autre qu’un cristal de sel ? Une question, qui, au regard des conclusions de l’étude, n’est pas à éluder.
- Cérès, la plus grosse planète naine de la ceinture d’astéroïdes, a probablement abrité un océan souterrain en contact avec son noyau rocheux, capable de générer l’énergie chimique nécessaire à une éventuelle vie microbienne.
- Des modélisations montrent que ce système interne aurait pu fonctionner pendant des centaines de millions d’années, soutenant une biosphère limitée, mais réelle.
- Aujourd’hui presque entièrement gelé, Cérès pourrait néanmoins conserver dans ses dépôts salés de surface des indices chimiques de cette ancienne habitabilité.
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