Curiosity et la quête des molécules organiques sur Mars

Curiosity et la quête des molécules organiques sur Mars

L’instrument SAM, auquel la France participe, du rover Curiosity de la NASA a confirmé la présence de molécules organiques sur Mars et mis en évidence une variation des concentrations de méthane dans l’atmosphère en fonction des saisons.

Le 7 juin, la NASA a annoncé au cours d’une conférence de presse de nouveaux résultats scientifiques liés à son rover Curiosity qui est arrivé sur la planète rouge le 6 août 2012. Ces études, publiées dans la revue de référence Science, se penchent sur des analyses réalisées par l’instrument SAM (Sample Analysis at Mars) auquel la France participe via son agence spatiale, le CNES. D’ailleurs SAM est géré en coopération avec les Américains depuis un centre de l’agence spatiale française à Toulouse.

Dans la vidéo de 2012 ci-dessous, le professeur Michel Cabane nous expliquait le fonctionnement de SAM.

Molécules organiques et vie sur Mars

SAM peut caractériser les molécules présentes dans les échantillons de sol récoltés par Curiosity et les molécules dites organiques sont bien évidemment très recherchées. Les molécules organiques sont constituées de carbone et d’hydrogène. Elles doivent leur nom au fait qu’on les retrouve dans la chimie du vivant. Mais si la vie, telle que nous la connaissons, fait appel aux molécules organiques, ces dernières sont aussi impliquées dans des processus où la vie n’intervient pas. L’échantillon de sol concerné par l’annonce de la NASA du 7 juin a été prélevé début 2015 sur le site dit Mojave 2 et provient de sédiments qui témoignent de l’état de Mars il y a 3,5 milliards d’années.

Le forage de quelques centimètres de profondeur réalisé par Curiosity en 2015 sur le site dit Mojave 2. Crédit : NASA/JPL-CalTech

Le forage de quelques centimètres de profondeur réalisé par Curiosity en 2015 sur le site dit Mojave 2.
Crédit : NASA/JPL-CalTech

Ce n’est pas la première fois que Curiosity détecte avec SAM des molécules organiques sur Mars. Cependant, les molécules de Mojave 2 s’avèrent plus complexes. L’agence américaine reste prudente et explique que ces «molécules organiques peuvent aussi avoir été créées par des processus non-biologiques et ne sont pas nécessairement des indicateurs de vie». Francis Rocard, responsable des programmes d’exploration du Système solaire au CNES, souligne toutefois que «cette fois-ci, l’instrument SAM a détecté 100 fois plus de molécules organiques qu’auparavant dans le sol, à 5 cm de profondeur, et surtout des molécules beaucoup plus complexes : du thiophène, du benzène, du toluène…» (voir cet article sur le site de l’agence française).

L’origine de ces molécules organiques n’est pas déterminée et les scientifiques n’excluent pas qu’elles puissent avoir été apportées par des astéroïdes ou des comètes (on sait que ces corps célestes «baladeurs» contiennent des molécules organiques).

Les saisons du méthane

L’autre élément important de l’annonce du 7 juin a trait au méthane. Ce gaz existe en très faibles proportions dans l’atmosphère martienne. C’est la sonde européenne Mars Express qui en avait caractérisé la présence pour la première fois depuis l’orbite. Un résultat qui avait soulevé beaucoup d’interrogations. Pour quelle raison ? Parce que le méthane n’est pas stable sur Mars. Donc, et même pour les faibles concentrations constatées, la seule explication envisagée pour sa présence sur la quatrième planète réside dans sa «fabrication» régulière. Or le méthane peut être produit par des processus géologiques… ou biologiques ! De formule CH4, le méthane est en effet aussi une molécule organique. C’est à nouveau l’instrument SAM qui est à la manœuvre car il a permis de mesurer le taux de concentration du méthane dans l’air martien. Et le plus étonnant est que ce taux varie en fonction des saisons comme le montre le schéma NASA ci-dessous.

MarsMethaneSeasonal - copie

On le voit, à la saison estivale (summer), le taux de méthane grimpe pour atteindre un pic au début de l’automne et chuter avec l’hiver. Le réchauffement apporté par l’été favoriserait-il l’action de bactéries méthanogènes ? Ce sont des bactéries qui produisent ce gaz et on en trouve sur Terre dans des zones humides, des sédiments ou dans le système digestif de certains animaux (la vache étant l’espèce la plus mise en avant, mais les humains sont aussi concernés !).

Il est bien évidemment trop tôt pour affirmer que le méthane martien provient de bactéries. Surtout que le méthane peut s’expliquer via une activité géologique, par exemple de l’eau en sous-sol qui génère le gaz par réaction chimique avec certains types de roches. Chris Webster qui travaille au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, et co-auteur de la publication dans Science à propos de ce cycle du méthane, affirme que cette découverte est «possible grâce à la longévité de Curiosity». Le rover de la NASA opère en effet sur Mars depuis août 2012 soit bientôt 6 années terrestres et 3 martiennes. Pour Guy Webster, cette «longue durée nous a permis de voir se dessiner cette ‘respiration’ saisonnière».

La quête du vivant martien continue

L’annonce du 7 juin est au final une étape de plus dans notre compréhension de la planète rouge. Ces résultats liés aux molécules organiques et au cycle du méthane ne signent nullement une preuve en faveur d’une vie passée ou présente sur Mars, ce que la NASA ne revendique d’ailleurs nullement, mais ils peuvent être interprétés comme encourageants. C’est ce qui permet de dire à Thomas Zurbuchen, administrateur associé pour la science au QG de la NASA à Washington, DC, qu’avec «ces nouvelles découvertes, Mars nous dit de rester en course et de continuer à chercher les indices de la vie». Le message sous-jacent étant bien entendu que le Congrès américain doit continuer à voter les budgets nécessaires pour les missions d’exploration vouées à cette recherche !

À la Cité de l’espace, les visiteurs peuvent voir une réplique taille réelle du rover Curiosity. Crédit : Cité de l’espace/Olivier Sanguy

À la Cité de l’espace, les visiteurs peuvent voir une réplique taille réelle du rover Curiosity.
Crédit : Cité de l’espace/Olivier Sanguy

À ce titre, la prochaine étape pour l’agence américaine sera Mars 2020, un rover identique à Curiosity mais doté d’instruments différents spécifiquement conçus pour enquêter sur le vivant. De son côté, l’Agence Spatiale Européenne (ESA) a déjà autour de la planète rouge la sonde TGO (Trace Gas Orbiter) conçue principalement pour étudier le méthane de l’atmosphère martienne et elle prépare pour 2020 son rover ExoMars. Celui-ci emportera des équipements pensés pour la quête du vivant (actuel ou passé) et surtout une foreuse capable d’aller chercher des échantillons jusqu’à 2 m, ce qui n’a jamais été fait (Curiosity ne peut forer qu’à quelques centimètres). Or, les planétologues savent que les radiations associés aux éléments oxydants du sol stérilisent la surface de Mars et qu’en conséquence les indices de vie éventuelle sont à débusquer en profondeur.