Mars : des lacs étaient salés et probablement favorables à la vie

Il y avait de l'eau liquide dans certains cratères martiens mais les lacs qu'ils formaient étaient-ils pour autant favorables à la Vie ? Il y a des milliards d'années, celui qui a occupé le cratère Gale sur Mars devait contenir une eau comparable à celle des océans terrestres à un moment. Une bonne nouvelle pour l'exobiologie.

Essentiellement japonaise, une équipe de spécialistes en sciences planétaires a publié dans le journal Nature Communications un article passé un peu inaperçu il y a quelques mois. Il apporte pourtant des éléments supplémentaires quant à la question de l'habitabilité réelle de Mars il y a des milliards d'années, en particulier quand de l'eau coulait indiscutablement à sa surface pendant le Noachien (du nom de Noachis Terra) -- selon la terminologie proposée pour décrire l'une des trois époques distinctes de l'histoire géologique de la Planète rouge.

Le Noachien correspond aux terrains les plus anciens depuis la formation de la planète, remontant à plus de 3,7 milliards d'années selon l'échelle de Hartmann & Neukum et qui va se terminer avec le Grand bombardement tardif. Lui succédera l'époque appelée Hespérien, il y a entre 3,7 et 3,2 milliards d'années, (mais il y a entre 3,5 et 1,8 milliard d'années selon une autre échelle) qui marque le début d'un refroidissement et d'un assèchement notable de Mars. Depuis, nous somme dans l'ère de l'Amazonien.

Si de la vie a existé sur Mars, les exobiologistes ont donc plus de chance de la trouver sous forme fossilisée dans les strates les plus anciennes de Mars, donc celles datant plutôt du Noachien ou du début de l'Hespérien. Ce genre de couche peut être étudié par le rover Curiosity de la Nasa puisque celui-ci se trouve dans le cratère Gale qui a été creusé par un astéroïde il y aurait entre de 3,8 à 3,5 milliards d'années.

Une présentation du cratère Gale sur Mars. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa Jet Propulsion Laboratory

Un lac hyposalin dans le cratère Gale au Noachien ?

Curiosity n'est pas vraiment en mesure de trouver des traces de formes de vie qui existeraient encore sur Mars de nos jours mais les analyses qu'il permet des dépôts sédimentaires au fond de ce cratère sont tout de même précieuses pour les géologues martiens. Curiosity a ainsi montré, également par ses images, qui peuvent être décryptées par les géomorphologistes terrestres, que l’eau existait bien dans ce cratère au point d'y avoir formé un lac. Mais l'eau de ce lac était-elle favorable à la vie ? On n'en trouve pas, ou quasiment pas, sur Terre dans des lacs sursalés comme le célèbre lac Assal dont l'existence a été révélée à un large public par le volcanologue Haroun Tazieff. Les eaux de ce lac sur le territoire de la République de Djibouti sont ainsi extrêmement minéralisées avec une concentration de minéraux de 348 grammes par litre, soit dix fois plus que l'eau de mer et davantage que la mer Morte.

L'acidité des eaux peut aussi être un obstacle rédhibitoire, même pour certains extrêmophiles pourtant capables de résister à des pH et des températures élevés. Il semble bel et bien maintenant qu'il n'y ait pas de vie microbienne dans les eaux salées, chaudes et hyperacides de la zone volcanique de Dallol (Éthiopie). Nous savons donc que présence d'eau liquide ne signifie pas forcément conditions accueillantes pour la Vie.

La question se posait donc au moins pour le lac du cratère Gale mais aussi pour toutes les autres régions où de l'eau était présente pendant le Noachien et l'Hespérien, cette eau était-elle suffisamment peu salée et acide pour la Vie, du moins celle que nous connaissons sur Terre ?

Selon les chercheurs japonais qui ont conduit de nouvelles analyses à partir des données de Curiosity, les traces liées à de l'eau interstitielle dans les sédiments déposés dans les lacs du cratère Gale sur Mars suggèrent que ces sédiments se sont formés en présence d'eau liquide dont le pH était proche de celui des océans modernes de la Terre et avec un contenu en sel (NaCl) similaire (~0.1-0.5 mol/kg). C'est donc un résultat encourageant que l'on peut espérer « extrapolable » à d'autre lacs fossiles sur Mars.

POUR EN SAVOIR PLUS

Mars, une planète trop salée pour la vie ?

Article de Jean Etienne publié le 01/06/2008

Le sol de la planète Mars est peut-être trop concentré en sel pour avoir pu un jour supporté la vie. Ou du moins lui avoir donné naissance, selon des chercheurs américains.

Explorant inlassablement les vastes plaines martiennes depuis plus de quatre années, le robot Opportunity ne cesse d'accumuler des indices d'écoulement d'eau en surface, semblant accréditer l'hypothèse d'un terrain favorable à l'apparition de la vie. Mais de nouvelles analyses tendent à démentir cet espoir, du moins selon certains scientifiques américains.

Lors de la conférence annuelle pour de l'Association américaine pour l'avancement des sciences (AAAS) qui vient de se tenir à Boston (Etats-Unis), Andrew Knoll, un biologiste membre de l'équipe qui supervise le travail des deux rovers martiens, affirme que l'eau qui a jadis coulé sur la Planète rouge était à la fois trop acide et trop chargée en sel pour avoir permis à des micro-organismes d'apparaître et de proliférer.

« L'eau liquide est une condition nécessaire à l'apparition de toute forme de vie terrestre et nous supposons qu'elle devrait aussi avoir favorisé son évolution sur Mars », avance Nicholas J. Tosca, un chercheur post-doctorant du Harvard's Department of Organismic and Evolutionary Biology, interrogé par le magazine Science Daily. Mais il ajoute que « pour évaluer les capacités d'habitabilité de Mars, nous devons aussi prendre en compte les propriétés de cette eau. Toutes les eaux terrestres ne sont pas favorables au soutien de la vie, dont les limites sont clairement définies par la température, l'acidité et la salinité ».

Il était communément admis jusqu'ici que les environnements martien et terrestre se ressemblaient fortement lorsque le sol s'est solidifié et que l'eau abondait en surface, voici environ quatre milliards d'années. Mais les nouvelles études accomplies sur les données fournies par Opportunity indiquent pour la Planète rouge un taux de salinité nettement supérieur à ce que la Terre a jamais connu, incompatible avec la vie.

Une eau trop acide mais des argiles accueillantes

Tosca, Knoll et Scott M. McLennan, co-auteur de l'étude, ont étudié les concentrations de minerai dans les sédiments martiens pour déterminer l'activité de l'eau (a_w en anglais pour Activity of Water), qui est le rapport de la pression de vapeur d'eau du milieu considéré sur celle de l'eau pure à même température. Cette valeur n'indique pas la teneur en eau mais sa disponibilité pour les micro-organismes susceptibles de s'y développer. Plus ce nombre est élevé (le maximum est 1), plus la quantité d'eau libre est élevée et mieux les micro-organismes se développeront.

Dans une eau pure, dont le paramètre a_w vaut 1, toutes les molécules peuvent être utilisées par une activité biologique. L'eau de mer terrestre, par exemple, présente un a_w  de 0,98, et il est fort probable que la vie y est née. Des décennies de recherche, notamment dans l'industrie alimentaire, ont prouvé que très peu d'organismes connus peuvent se développer lorsque l'a_w descend au-dessous de 0,9 et que pratiquement aucun ne survit en deçà de 0,85.

En se basant sur la composition chimique des sels trouvés dans les roches sédimentaires du cratère Victoria où Opportunity se trouve, Tosca et ses collègues ont déterminé que l'a_w de l'eau martienne était comprise entre 0,78 et 0,86, avant de plonger jusqu'à 0,5 sous l'effet de l'évaporation qui concentre cette saumure, la rendant biologiquement stérile.

Les scientifiques remarquent que même les plus tolérants des halophiles, ces organismes terrestres qui supportent une salinité très élevée, se sont d'abord développés dans des eaux moins salées. Ils ont pu s'adapter à un environnement plus sévère après des millions d'années d'évolution mais n'auraient pu apparaître dans de telles conditions.

Andrew Knoll ne pense cependant pas que ces données réfutent définitivement la possibilité d'une vie martienne. Mais elles impliquent qu'il faudra chercher ailleurs... Nicolas Mangold, géologue à l'université d'Orsay (France) et spécialiste de la Planète rouge, partage cet avis. S'exprimant dans Le Figaro, il rappelle qu'on « savait depuis un moment que ce serait difficile, surtout dans la zone explorée par Opportunity qui est relativement tardive ». Pour le géologue français, il faudrait s'intéresser aux dépôts d'argile, plus anciens, qui ont été mis en évidence par l'instrument Omega de la sonde européenne Mars Express. Les régions riches en silicates sont d'ailleurs en bonne place dans les sites retenus pour le futur rover MSL (Mars Science Laboratory), qui doit s'envoler pour Mars l'an prochain.

Lors des missions futures, la question de la qualité de l'eau l'emportera donc sur celle de son abondance et la biologie prendra un rôle clé à côté de la chimie.

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