Des traces de vie ancienne difficiles à préserver sur Mars
Une étude récente suggère que certains des endroits les plus susceptibles de receler des traces de vie ancienne sur Mars sont également les moins susceptibles de préserver ces traces. Les chercheurs ont simulé l’exposition de lipides, des éléments importants de la vie, aux rayonnements cosmiques qui frappent la surface de Mars. En bref, il semblerait que les matériaux exposés se décomposent très rapidement sous le bombardement des radiations spatiales, et encore plus rapidement lorsqu’il y a du sel mélangé aux sédiments. Or, de nombreux endroits considérés comme d’anciens habitats probables sur Mars sont riches en sel.
« Les environnements riches en sel pourraient être les plus endommagés par les radiations », explique Anais Roussel, astrobiologiste à l’Université de Georgetown.
Cette limitation représente un défi majeur en astrobiologie. Les chercheurs souhaitent mieux comprendre ces phénomènes afin d’améliorer leurs connaissances. Selon cette étude, les endroits de Mars qui ont probablement conservé des conditions habitables alors que la planète se refroidissait il y a 4 milliards d’années sont particulièrement préoccupants.
Décomposition rapide des lipides
Les chercheurs se sont particulièrement intéressés aux hopanes et aux stéréanes, des formes fossilisées de produits chimiques appelés hopanols et stérols. Les hopanols sont des éléments importants des membranes cellulaires des bactéries, tandis que les stérols font partie des membranes cellulaires des eucaryotes (des organismes dont les cellules ont un noyau). Sur Terre, ces deux lipides représentent certaines des traces chimiques de vie les plus résistantes ; dans des conditions adéquates, ils peuvent survivre dans les roches ou les sols pendant des milliards d’années. De plus, les cellules vivantes constituent la seule source connue de ces produits chimiques. Leur présence constituerait donc une preuve claire de l’existence d’une vie présentant une chimie similaire à celle de la vie sur Terre.
Cependant, sur Terre, la plupart des roches et des sols ne sont pas constamment bombardés par les rayons cosmiques grâce à la protection de notre atmosphère et de notre champ magnétique. Ce n’est pas le cas sur Mars. La planète a perdu ces protections il y a environ 4 milliards d’années. Lorsque les chercheurs ont bombardé les échantillons de lipides avec des rayons gamma pour simuler l’exposition aux rayons cosmiques sur Mars, environ la moitié des lipides se sont dégradés en molécules plus petites et non reconnaissables en l’espace d’environ 3 millions d’années d’exposition à la surface martienne.
En comparaison, certaines formations rocheuses du cratère Gale, où se trouve le rover Curiosity, ont été exposées aux rayons cosmiques à la surface de Mars pendant environ 80 millions d’années.
Le temps de 3 millions d’années est très court pour éliminer des traces de vie aussi significatives, souligne Roussel. Les échantillons de lipides se sont dégradés environ deux fois plus rapidement qu’une autre substance chimique importante testée dans des expériences similaires : les acides aminés, qui constituent les composants des protéines, soit les fondements de la vie. Roussel suggère que cela pourrait être dû au fait que les lipides sont des molécules beaucoup plus grandes avec une forme très différente des acides aminés, ce qui signifie qu’elles offrent une plus grande surface d’impact pour les radiations.
Et encore une fois, l’exposition aux radiations n’est pas un problème sur Terre, mais elle peut poser un gros problème sur Mars.
Nous devons vraiment prendre en compte tous ces paramètres lorsque nous allons sur Mars et essayer de ne pas nous concentrer uniquement sur un seul endroit parfait, une seule biosignature parfaite ou une seule cible parfaite, explique Roussel.
Le problème du sel
La plupart des endroits considérés par les astrobiologistes comme les plus susceptibles de contenir des traces de vie ancienne sur Mars sont simplement très salés. Alors que l’atmosphère de Mars devenait de plus en plus fine et que sa surface se refroidissait, l’eau douce a soit gelé, soit disparu sous faible pression atmosphérique (en fonction de l’emplacement). Les ruisseaux et les lacs salés auraient été les derniers corps liquides à subsister, car l’eau salée nécessite une température plus basse pour geler et le sel rend l’ébullition de l’eau un peu plus difficile. Ainsi, lorsque la pression atmosphérique a diminué, la teneur en sel aurait empêché l’eau de se vaporiser.
Cependant, lorsqu’il s’agit de préserver les traces chimiques de ce qui a autrefois vécu dans ces étangs salés, le sel fait plus de mal que de bien.
Nous ne savons pas encore ce que la structure du sel peut créer pour dégrader davantage les composants organiques, explique Roussel. C’est une question à laquelle les scientifiques s’efforcent encore de répondre. Il se pourrait que les radiations entraînent la formation de produits chimiques réagissant avec les molécules organiques (comme les lipides) en les décomposant en morceaux plus petits. D’autre part, s’il reste même une infime quantité d’eau accrochée aux sels, cela pourrait produire des oxydants, des produits chimiques qui dégradent également rapidement les molécules organiques.
Malgré tout, ces découvertes rendent Roussel plus optimiste que jamais quant à la perspective de la vie sur Mars.
Si nous n’avons rien trouvé de concluant jusqu’à présent, cela ne signifie pas qu’il n’y a jamais eu de vie sur Mars, mais simplement que nous regardons au mauvais endroit ou que nous devons creuser plus profondément.
En 2029, le rover Rosalind Franklin de l’Agence spatiale européenne aura l’occasion de faire exactement cela. Les rovers de la NASA, Curiosity et Perseverance, ne peuvent percer que jusqu’à environ 5 centimètres dans le sol, ce qui n’est pas suffisamment profond pour atteindre des roches ou des sédiments protégés des rayons cosmiques. Mais la foreuse de Rosalind Franklin pourra atteindre environ 2 mètres, ce qui est suffisamment profond pour éviter la plupart, mais pas tous, les effets des radiations.
Mon rêve serait de voir une mission se rendre dans une grotte martienne ou dans un tube de lave martien, car l’une de ces grottes pourrait être totalement préservée des radiations, explique Roussel. Cela serait extrêmement difficile d’un point de vue technique, mais je pense que cela nourrit l’espoir.
Cette étude a été publiée le 13 novembre dans la revue Astrobiology.
