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La possibilité d’une vie sur Mars ne peut pas être rejetée du revers de la main. De nouvelles recherches suggèrent que Mars pourrait cacher suffisamment d’oxygène dans de l’eau liquide salée près de sa surface pour soutenir la vie microbienne, ouvrant ainsi une multitude de régions potentiellement habitables sur toute la planète. Bien que ces résultats ne mesurent pas directement la teneur en oxygène des saumures connues sur la planète rouge, ils constituent une étape importante pour déterminer où la vie pourrait exister en ce moment sur cette planète.

La vie microbienne pourrait exister sur Mars

La respiration aérobie, qui repose sur l’oxygène, est un élément-clé de la vie actuelle sur Terre. Au cours de ce processus, les cellules absorbent l’oxygène et le décomposent pour produire de l’énergie nécessaire à leur métabolisme. Les très faibles niveaux d’oxygène atmosphérique de Mars ont amené de nombreux scientifiques à écarter la possibilité de la respiration aérobie dans ce monde, mais ces nouvelles recherches remettent en question cette possibilité. Cette étude paraît dans l’édition du 22 octobre de Nature Geoscience.

« Notre travail appelle à une révision complète de notre vision du potentiel de vie sur Mars et du travail que l’oxygène peut faire, ce qui implique que si la vie avait existé sur Mars, elle aurait peut-être respiré de l’oxygène », déclare Vlada Stamenkovic, auteur principal de l’étude et chercheur au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie. « Nous avons maintenant le potentiel de comprendre l’habitabilité actuelle de la planète Mars. »

Bien que Mars soit aujourd’hui un désert lyophilisé, il possède d’abondantes réserves de glace d’eau souterraine, ainsi qu’une certaine quantité d’eau liquide sous forme de saumure. La forte teneur en sel de la saumure abaisse la température à laquelle elle gèle, ce qui lui permet de rester liquide même sur la surface glacée de Mars.

Les saumures martiennes pourraient contenir de l’oxygène 

Dans leur nouvelle étude, Stamenkovic et ses collègues ont associé un modèle de la dissolution de l’oxygène dans les saumures à un modèle du climat martien. Leurs résultats ont révélé que des flaques de liquide salé à la surface ou juste sous la surface pourraient capturer les maigres quantités d’oxygène de l’atmosphère de la planète rouge, créant ainsi un réservoir que les microbes pourraient utiliser par voie métabolique. Selon les recherches, les saumures martiennes actuelles pourraient contenir des concentrations d’oxygène plus élevées que celles présentes sur la Terre primitive – qui, il y a environ 2,4 milliards d’années, ne contenait que des traces du gaz dans son air.

Cette étude a analysé comment une lente évolution de l’inclinaison de Mars par rapport au soleil (un phénomène bien étudié qui se poursuit encore de nos jours) modifierait la température moyenne de la planète en examinant une tranche de temps allant de 20 millions d’années à 10 millions d’années dans le futur. Cette analyse a démontré que les changements de température associés au cours de ces longues périodes de temps pourraient permettre aux saumures d’absorber et de retenir l’oxygène de l’air martien.

De plus, bien que les résultats basés sur des modèles puissent sembler assez spéculatifs, ils s’alignent sur des découvertes in situ autrement mystérieuses sur Mars. Le robot Curiosity de la NASA a identifié des roches riches en manganèse, qui nécessitaient probablement une quantité importante d’oxygène pour se former.

Les dépôts riches en manganèse sont associés à la vie

« Les dépôts de manganèse sur Terre sont étroitement associés à la vie, à la fois indirectement et directement », a déclaré Nina Lanza, géologue planétaire au Laboratoire national de recherche de Los Alamos au Nouveau-Mexique. Cependant, cela ne signifie pas que la vie martienne a créé les gisements de manganèse; au lieu de cela, il se pourrait simplement que Mars ait possédé beaucoup plus d’oxygène atmosphérique dans le passé qu’aujourd’hui – ce qui est corroboré par plusieurs autres sources de données indépendantes.

À son tour, une ancienne Mars riche en oxygène nécessiterait une atmosphère plus épaisse, peut-être suffisamment épaisse pour permettre à des océans d’eau de s’accumuler à sa surface. C’est l’histoire martienne que la plupart des chercheurs acceptent actuellement, en se basant sur une multitude d’observations provenant de plusieurs missions.

Mais Stamenkovic a déclaré qu’un océan, une atmosphère riche en oxygène ou un climat plus chaud pourraient ne pas être nécessaires pour créer ces dépôts. Il est également possible que les saumures aient interagi avec les roches pendant des millions d’années, et que cela ait pu former des roches riches en manganèse et pourraient encore les faire aujourd’hui, éliminant ainsi la nécessité pour Mars d’avoir eu des océans et une atmosphère similaires à la Terre. Lanza convient que les roches riches en manganèse pourraient s’être formées sur une planète Mars sans océan, mais note qu’une étude plus approfondie sera nécessaire.

Steve Clifford, un expert en hydrologie martienne du Planetary Science Institute en Arizona qui ne faisait pas partie du projet, n’est pas prêt à compter sur le rôle des océans pour la formation des saumures marssiennes. « Vous avez besoin de la présence d’eau pour avoir ces saumures », explique-t-il. Clifford souligne que quelle que soit l’eau qui subsiste sur Mars aujourd’hui – et les chercheurs pensent qu’il y en a assez pour couvrir toute la surface avec au moins un demi-kilomètre – cela exige encore plus d’avoir existé dans le passé.

Une niche planétaire négligée pour la vie passée 

Quelle que soit l’origine des saumures de Mars, leur existence et leur éventuelle oxygénation suggèrent une niche planétaire puissante et jusqu’alors négligée pour la vie passée et même actuelle. «La question de la vie existante est quelque chose que nous pourrions résoudre si nous avions les bons outils sur Mars», explique Stamenkovic. «Rechercher de l’eau liquide et des saumures dans le sous-sol martien serait la première étape. le forage serait une autre étape critique.  »

Mais le simple fait que les saumures retiennent l’oxygène ne signifie pas nécessairement qu’elles constituent un refuge pour tous les microbes martiens, qui s’étend sur toute la planète. D’abord Stamenkovic et ses collègues n’ont pas encore modélisé la formation ou la stabilité réelle des saumures dans le temps.

Au lieu de cela, ils ont simplement cherché des régions dans lesquelles le liquide salé pourrait exister, en se basant sur les pressions atmosphériques mesurées par l’atmosphérique martienne et sur une plage de températures annuelles moyennes estimées. Selon cette étude, les saumures nécessiteraient des conditions plus salées à l’équateur, ce qui les obligerait à absorber moins d’oxygène et à devenir des habitats moins propices – mais les saumures polaires seraient capables d’absorber suffisamment d’oxygène pour soutenir une plus grande variété de formes de vie.

Cependant, selon Edgard Rivera-Valentin, il serait difficile pour les sels proches de la surface d’absorber la vapeur d’eau de l’atmosphère de Mars pour produire la saumure – un processus appelé déliquescence. Rivera-Valentin, un scientifique planétaire du Lunar and Planetary Institute, basé au Texas, qui ne faisait pas partie de cette étude, affirme que la déliquescence est un défi même aux pôles de la planète. La vapeur d’eau y est plus abondante qu’à l’équateur, grâce à la présence de calottes glaciaires, mais reste rare dans l’atmosphère en raison du gel.

Les interactions eau-roche sont plus susceptibles de se produire en profondeur

Selon Rivera-Valentin, les saumures équatoriales sont plus susceptibles de se former lorsque l’eau souterraine entre en contact avec des minéraux riches en sel plutôt qu’avec des sels en interaction avec la vapeur d’eau atmosphérique. Selon Clifford, les interactions eau-roche sur l’ensemble de la planète sont plus susceptibles de se produire en profondeur, où les eaux souterraines peuvent dissoudre les roches qui l’entourent tout en restant isolées de l’atmosphère pendant des milliards d’années.

« Dans les zones proches de la surface, c’est un peu plus difficile d’anticiper la composition des saumures ou leur saturation », a déclaré Clifford. Rivera-Valentin a également exprimé sa crainte que les saumures soient trop salées pour soutenir la vie. « Les types de saumures qui se formeraient sur Mars la tueraient », explique-t-il. « La vie telle que nous la connaissons sur Terre ne pourrait pas survivre dans ces saumures – elles sont trop salées et trop froide. »

Woodward Fischer, géobiologiste au California Institute of Technology et co-auteur de cette étude, affirme que pour connaître la limite salée que la vie peut supporter, il faudrait connaître la capacité énergétique d’une cellule. Fischer pense que les scientifiques devraient limiter les contraintes trop rigides lorsqu’il s’agit d’imaginer comment une vie extraterrestre pourrait émerger et évoluer.

Si des oasis de saumures parsèment la planète rouge, ils pourraient paradoxalement être une mauvaise nouvelle pour les futures missions à la recherche de la vie, rendant potentiellement de vastes étendues de la planète habitables – et donc interdites à l’exploration in situ, sur la base des données actuelles et des interprétations du droit international.

Des de protection de décontamination rigoureuses

Les protocoles de protection planétaire exigent des méthodes de décontamination rigoureuses pour les engins spatiaux atterrissant à proximité de «régions spéciales» susceptibles de contenir les conditions nécessaires à la vie, à savoir la présence d’une source d’énergie utilisable et d’eau liquide. Ces protocoles visent à empêcher l’extinction accidentelle ou la contamination de la vie martienne par l’envahissement de microorganismes de la Terre.

Ils ont également pour objectif de protéger notre planète de tout insecte martien susceptible de se retrouver un jour sur Terre lors de futures missions de retour d’échantillons. Vraisemblablement, si la majeure partie de la surface et du sous-sol martiens devait soudainement être considérée comme une «région spéciale», l’exploration pourrait toujours s’y faire via des robots débarrassés de toutes traces contaminantes de la biologie terrestre.

Ces exigences strictes augmenteraient le coût déjà élevé de l’exploration martienne, mais Stamenkovic reste optimiste. « Je pense qu’il y a un endroit idéal où nous pouvons être curieux et devenir des explorateurs et ne pas tout gâcher », explique-t-il. « Nous devons y aller. »

Source : Scientific American