Le mardi 16 décembre 2014, des scientifiques de la NASA participant à la réunion d'automne de l'American Geophysical Union à San Francisco ont annoncé la détection de composés organiques sur Mars. L'annonce représente la découverte de «l'ingrédient» manquant qui est nécessaire à l'existence - passée ou présente - de la vie sur Mars.
En effet, la réclamation extraordinaire exigeait des preuves extraordinaires - la fameuse affirmation du Dr Carl Sagan. Les scientifiques, membres de la mission Mars Science Lab - Curiosity Rover -, ont travaillé sur une période de 20 mois pour échantillonner et analyser les échantillons atmosphériques et de surface martiens pour arriver à leurs conclusions. L'annonce découle de deux détections distinctes de matières organiques: 1) des pics décuplés dans les niveaux de méthane atmosphérique, et 2) des échantillons de forage d'une roche appelée Cumberland qui comprenait des composés organiques complexes.
Le méthane, l'un des composés organiques les plus simples, a été détecté à l'aide de l'instrument Sample Analysis at Mars (SAM). C'est l'un des deux instruments de laboratoire compacts intégrés dans le rover compact de la taille d'une voiture, Curiosity. Très peu de temps après l'atterrissage sur Mars, les scientifiques ont commencé à utiliser la SAM pour mesurer périodiquement le contenu chimique de l'atmosphère martienne. Sur de nombreux échantillons, le niveau de méthane était très faible, ~ 0,9 partie par milliard. Cependant, cela a soudainement changé et, comme les scientifiques l'ont déclaré lors de la conférence de presse, ce fut un moment «wow» qui les a surpris. De brèves pics quotidiens dans les niveaux de méthane en moyenne de 7 parties par milliard ont été détectés.
La détection de méthane sur Mars est revendiquée depuis des décennies, mais plus récemment, en 2003 et 2004, des équipes de recherche indépendantes utilisant des spectromètres sensibles sur Terre ont détecté du méthane dans l'atmosphère de Mars. Un groupe dirigé par Vladimir Krasnopolsky de l'Université catholique et un autre dirigé par le Dr Michael Mumma du Goddard Space Flight Center de la NASA, ont détecté de larges niveaux régionaux et temporels de méthane pouvant atteindre 30 parties par milliard. Ces annonces ont suscité un scepticisme considérable de la communauté scientifique. Et les premières mesures atmosphériques par Curiosity étaient négatives. Cependant, aucun des deux groupes n'a reculé devant ses prétentions.
La détection soudaine de pics décuplés dans les niveaux de méthane dans le cratère de Gale n'est pas incompatible avec les mesures à distance antérieures de la Terre. Les concentrations saisonnières élevées se trouvaient dans des régions qui n'incluent pas le cratère Gale, et il est possible que les mesures de curiosité soient de nature similaire, mais en raison d'un processus moins actif que celui existant dans les régions identifiées par l'équipe du Dr Mumma.
Les scientifiques de la NASA à AGU dirigés par le scientifique du projet MSL, le Dr John Grotzinger, ont souligné qu'ils ne savent pas encore comment le méthane est généré. Le processus peut être biologique ou non. Il existe des processus chimiques abiotiques qui pourraient produire du méthane. Cependant, les détections MSL SAM étaient des pointes quotidiennes et représentent un véritable processus actif en cours sur la planète rouge. Cela seul est un aspect très excitant de la détection.
L'équipe a présenté des diapositives pour décrire comment le méthane pouvait être généré. Avec les faibles niveaux de fond connus de méthane à environ 1 partie par milliard, une source cosmique externe, par exemple des micro-météorites pénétrant dans l'atmosphère et libérant des matières organiques qui sont ensuite réduites par la lumière du soleil en méthane, pourrait être exclue. La source de méthane doit être d'origine locale.
Les scientifiques ont illustré deux moyens de production. Dans les deux cas, il y a une activité quotidienne - ou au moins périodique - qui libère du méthane de la sous-surface de Mars. La source pourrait être biologique qui s'accumule dans les roches souterraines puis est soudainement libérée. Ou une chimie abiotique, telle qu'une réaction entre l'olivine minérale et l'eau, pourrait être le générateur.
Le mécanisme de stockage souterrain du méthane proposé et illustré est appelé stockage de clathrate. Le stockage du clathrate implique des composés de réseau qui peuvent piéger des molécules telles que le méthane qui peuvent ensuite être libérées par des changements physiques dans le clathrate, tels que le chauffage solaire ou les contraintes mécaniques. Par le biais de questions et réponses dans la presse, les scientifiques de la NASA ont déclaré que de tels clathrates pouvaient être préservés pendant des millions et des milliards d'années sous terre.
La deuxième découverte de matières organiques a impliqué des composés plus complexes dans les matériaux de surface. Depuis son arrivée sur Mars, Curiosity a également utilisé un outil de forage pour sonder l'intérieur des roches. Grotzinger a souligné comment le matériau immédiatement à la surface de Mars a subi les effets des radiations et du composé du sol omniprésent, le perchlorate, réduisant et détruisant les matières organiques, maintenant et au cours de millions d'années. La détection de l'absence de matières organiques dans des matériaux de surface meubles et exposés n'a pas diminué l'espoir des scientifiques de la NASA de détecter des matières organiques dans les roches de Mars.
Le forage a été effectué sur plusieurs roches sélectionnées et c'est finalement une roche de boue appelée Cumberland qui a révélé la présence de composés organiques plus complexes que le simple méthane. Les scientifiques ont souligné que ce que sont exactement ces composés organiques reste un mystère en raison de la présence confondante du perchlorate chimique actif qui peut rapidement décomposer les matières organiques en formes plus simples.
La détection de matières organiques dans la roche de boue de Cumberland a nécessité l'outil de forage et également la pelle sur le bras robotique multiforme pour livrer l'échantillon au laboratoire SAM pour analyse. Pour détecter le méthane, SAM dispose d'une soupape d'admission pour recevoir les échantillons atmosphériques.
Le Dr Grotzinger a décrit comment Cumberland a été choisi comme source d'échantillon. La roche est appelée pierre de boue qui a subi un processus appelé digénèse - la métamorphose des sédiments en roche. Grotzinger a souligné que les fluides se déplaceront à travers ces roches pendant la digénèse et que le perchlorate peut détruire les matières organiques dans le processus. Ce pourrait être le cas pour de nombreuses roches métamorphiques à la surface martienne. Le panel de scientifiques a montré une comparaison entre des échantillons de roche mesurés par SAM. Deux en particulier - du rock «John Klein» et du rock Cumberland - ont été comparés. Le premier ne montrait pas de matières organiques ainsi que d'autres roches échantillonnées; mais l'échantillon de forage de Cumberland de son intérieur a révélé des matières organiques.
L'analyse du travail a été minutieuse - en revenant à la déclaration de Sagan. L'importance de la découverte de matières organiques sur Mars ne pouvait pas être sous-estimée par le groupe de scientifiques et Grotzinger a qualifié ces deux découvertes d'héritage durable du Mars Curiosity Rover. En outre, il a déclaré que les méthodes de découverte et d'analyse iront loin pour guider le choix des instruments et leur utilisation lors de la mission rover Mars 2020.
La découverte des matières organiques complète l'ensemble nécessaire des «ingrédients» pour la vie passée ou présente sur Mars: 1) une source d'énergie, 2) de l'eau et 3) des matières organiques. Ce sont les exigences de base pour l'existence de la vie telle que nous la connaissons. La recherche de la vie sur Mars ne fait que commencer et les nouvelles découvertes du bio ne sont toujours pas un signe clair que la vie a existé ou est présente aujourd'hui. Néanmoins, le Dr Jim Green, présentant le panel de scientifiques, et le Dr Grotzinger ont tous deux souligné l'ampleur de ces découvertes et la façon dont elles sont liées aux objectifs du programme Mars de la NASA - en particulier maintenant en mettant l'accent sur l'envoi d'humains sur Mars. Pour le rover Mars Curiosity, le voyage sur les pentes du mont Sharp continue et maintenant avec plus de sérieux et une recherche continue de roches similaires à Cumberland.
Références:
