De l’eau salée sur la planète Mars

La NASA avait fait miroiter il y a quelques jours une « découverte scientifique majeure » concernant Mars. Depuis, les spéculations allaient bon train sur la webosphère, toujours prête à s’enflammer lorsqu’il est question de la Planète rouge : détection d’une forme de vie, de sources d’eau liquide ? Le suspense a pris fin avec la mise en ligne d’un article présenté lors du Congrès européen de science planétaire, qui se tient à Nantes jusqu’au 2 octobre. Parallèlement, la revue Nature Geoscience a publié, lundi 28 septembre, des travaux de la même équipe détaillant les observations conduites par la sonde américaine Mars Reconnaissance Orbiter (MRO).

Quel était donc ce « mystère martien » enfin résolu, évoqué par l’agence américaine – à qui il a pu arriver de « survendre » certaines découvertes ? Il concerne la nature de coulées saisonnières sombres observées sur des pentes de Mars, lorsque la température y devient plus clémente. Selon Lujendra Ojha (Georgia Tech, Atlanta) et ses collègues, ces écoulements sont constitués de saumures de différentes compositions, faites de chlorate et perchlorate de magnésium et de perchlorate de sodium, mêlés à un peu d’eau.

Un mélange salé pour rester à l’état liquide

La découverte de telles saumures n’étonnera guère les spécialistes : MRO et son prédécesseur Mars Global Surveyor ont observé depuis longtemps des coulées qui ravinent Mars, en été, sur les versants exposés au soleil. Or on sait que les conditions de température et de pression à la surface de Mars ne permettent pas la stagnation ou l’écoulement en surface d’eau liquide, qui soit gèle, soit s’évapore immédiatement. Il a donc fallu imaginer des combinaisons de sels qui maintiennent le mélange à l’état liquide : sulfate de fer, sels de sodium et d’ammonium, etc. Plusieurs modélisations avaient été avancées ces dernières années.

Parallèlement, l’atterrisseur de la NASA Phoenix – actif près de la calotte polaire Nord de Mars en 2008 – y avait confirmé la présence de perchlorates, également subodorée sur les sites d’atterrissage des missions Viking, lors de nouvelles analyses des données datant de la fin des années 1970. Enfin, en mai 2015, la revue Nature Geoscience annonçait déjà la présence de telles saumures dans l’environnement du rover Curiosity.

Pourraient-elle être sources de vie, sachant que sur Terre, la vie n’a été possible que grâce à la présence d’eau liquide ? « Si nous combinons ces observations avec la thermodynamique de la formation de ces saumures et à nos connaissances actuelles sur les organismes terrestres, est-il possible pour des organismes de survivre sur ces saumures martiennes ?, s’interrogeait Vincent Chevrier (université de l’Arkansas), qui avait cosigné cette étude. Ma réponse est non. » Son appréciation est aujourd’hui plus nuancée: s’il salue les observations de ses collègues, qui « fournissent un lien direct entre le modèles théoriques et les observations géomorphologiques », il invite aussi à aborder la question de la vie sur Mars « avec de grosses pincettes », tant l’environnement sur cette planète, en termes de température et d’humidité, reste inhospitalier.

« L’activité de l’eau dans les solutions de perchlorate pourrait être trop faible pour servir de support à la vie telle que nous la connaissons sur Terre »

La nouvelle étude de Nature Geoscience ne dit pas autre chose : « L’activité de l’eau dans les solutions de perchlorate pourrait être trop faible pour servir de support à la vie telle que nous la connaissons sur Terre », rappelle-t-elle, même si elle mentionne une sorte d’analogue sur Terre, dans le désert de l’Atacama, où des bactéries extrêmophiles parviennent à survivre. Mais elles n’y sont pas soumises à des conditions aussi hostiles et intermittentes que celles rencontrées sur Mars.

L’étude détaille la façon dont une nouvelle méthode d’analyse des données recueillies par le spectromètre de MRO a permis de déterminer la composition des coulées intermittentes. « Ce que le spectromètre a analysé, ce ne sont pas les coulées liquides elles-mêmes, précise Marion Massé, du laboratoire Planétologie et géodynamique (université de Nantes-CNRS), cosignataire de l’article, mais la signature des sels une fois l’eau évaporée. »

Le mécanisme imaginé, dit de « déliquescence », est le suivant : les chlorates et perchlorates présents dans le sol agiraient comme les sels utilisés sur les routes pour prévenir le verglas, ou ceux employés pour lutter contre la condensation dans certaines pièces humides. Ils absorberaient la rosée du soir et du matin, en quantité suffisante pour alourdir le sol et entraîner son écoulement lent sur des pentes dépassant 30°. Il ne faut donc pas imaginer des ruisseaux de printemps dévalant les pentes martiennes, mais plutôt une imprégnation des premiers centimètres d’un sol spongieux. « Nous allons tenter de reproduire ce phénomène en laboratoire », précise Marion Massé, qui insiste sur la nécessité de vérifier que la faible teneur en eau de l’atmosphère martienne ne contredit pas cette théorie. Et de procéder avec prudence, les perchlorates ayant une fâcheuse tendance à exploser…

D’autres explications sont avancées, comme la présence de réservoirs de glace d’eau souterraine qui deviendrait liquide au contact des sels quand la température s’élève. Mais il faudrait expliquer comment ils se rechargent, qui plus est au sommet des pentes, alors qu’on imagine plus volontiers l’eau au fond des vallées.

Contrairement à ce que laissait supposer la NASA, le mystère n’est donc pas entièrement résolu. Ces résultats portent sur quatre sites, dont les signataires de l’étude estiment qu’il serait « justifié » de les explorer pour valider cette hypothèse. Nul doute que l’agence américaine, toujours en quête de crédits pour ses missions d’exploration, veillera à relayer cette demande. Même si elle risque de se heurter aux précautions en usage en matière de protection de Mars : la communauté scientifique souhaite en effet éviter une contamination accidentelle de la Planète rouge par des microbes terrestres. Dans la mesure où il est délicat et coûteux de stériliser entièrement les engins spatiaux, ceux-ci sont en principe interdits d’approche des terrains les plus susceptibles d’accueillir la vie. Il pourrait ensuite être impossible de déterminer si la matière organique détectée ne proviendrait pas tout bêtement de la Terre.

Ces précautions voleront de toute façon en éclats le jour où une mission humaine se posera sur Mars : impossible de désinfecter totalement Homo sapiens, qui ne pourrait survivre sans les milliards de microbes avec lesquels il vit en symbiose, et qu’il excrète en permanence.

Mais en attendant cette colonisation, qui n’est pas prévue avant les années 2030, plusieurs robots doivent arpenter Mars. Curiosity lui-même pourrait tenter de se rapprocher, à distance raisonnable, d’une coulée sur les flancs du cratère Gale, a indiqué James Green, directeur des sciences planétaires à la NASA, en marge de la conférence de presse, rapporte le New York Times. Il lui faudrait deux ans pour aller y voir.

Mars : que change la découverte d’eau liquide salée ?

L’astrophysicien Francis Rocard, grand connaisseur de Mars s’il en est, décrypte la découverte annoncée lundi par l’agence spatiale américaine. Interview.

Francis Rocard : En 2011, des écoulements sombres, corrélés à un effet saisonnier, avaient été repérés sur les pentes de Mars. Déjà, l’idée avait germé dans l’esprit de tout le monde que cela pouvait être lié à un phénomène d’eau liquide. Mais encore fallait-il le démontrer ! On avait alors dit, à l’époque, que si l’on trouvait des sels, ce serait une preuve. Or, avec l’instrument Crism (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars) de la sonde MRO (Mars Reconnaissance Orbiter), les auteurs de l’étude dévoilée lundi ont identifié des sels de perchlorate hydratés, c’est-à-dire gorgés d’eau. D’où la conclusion tirée maintenant qui est que, oui, on a bien un phénomène qui se déroule en présence d’eau liquide. D’abord parce qu’il y a une corrélation avec la saison : cela se passe quand il fait chaud et pas quand il fait froid. Et, deuxièmement, parce que l’on a affaire à des sels qui s’écoulent, ce qui est cohérent avec un passage en phase liquide, sachant que ces sels ne gèlent pas jusqu’à une température de – 23 °C. Néanmoins, ce n’est pas une preuve directe de la présence d’eau liquide, ce n’est qu’une preuve indirecte…

Pour autant, peut-on considérer qu ‘il s ‘agit d ‘une preuve définitive ?

Oui, c’est une preuve quasi définitive, le seul petit bémol étant que nous n’avons pas observé formellement l’eau en phase liquide. On a, pour résumer, observé des sels hydratés dans un contexte thermique cohérent avec le fait qu’il passe en phase liquide.

D ‘où cette eau peut-elle venir  ?

Il n’y a pas encore vraiment de réponse à cette question. Toutefois, on commence à bien maîtriser l’histoire de l’eau sur Mars. On sait qu’il y en a, sous forme gelée, un peu partout, même si les concentrations dans le sol ne sont pas forcément bien connues. Penser qu’on a une accumulation de glace sur le sol qui se met à passer en phase liquide quand il fait bien chaud est un schéma qui tient la route. En d’autres termes, ce n’est pas de l’eau liquide qui sort du sous-sol, puisque cela se déclenche uniformément partout dans une zone et que ce n’est donc pas localisé au niveau d’une résurgence d’eau liquide.

Les auteurs de l ‘étude évoquent une absorption de l ‘humidité présente dans l‘atmosphère de Mars, si ténue soit-elle. Qu ‘en pensez-vous ?

C’est également une possibilité… C’est vrai qu’il y a un tout petit peu d’eau en phase gazeuse dans l’atmosphère de Mars, mais vraiment très peu.

Quelles sont les implications réelles de cette découverte pour la recherche de la vie sur Mars ?

Ce n’est pas une question facile. Je pense qu’il va falloir maintenant « digérer » cette nouvelle. Bien sûr, l’eau liquide est une condition nécessaire à l’apparition, à l’émergence et à la préservation de la vie. C’est une certitude. Néanmoins, nous parlons ici de phénomènes liquides qui sont extrêmement épisodiques, saisonniers, et finalement assez rares. Il faut donc être assez prudent. Par ailleurs, nous parlons de perchlorates hydratés, des sels qui ne sont pas extrêmement sympathiques pour le vivant, même si certains chimistes ont déjà imaginé des bactéries pouvant vivre dans de fortes concentrations de perchlorates. Mais, quoi qu’il en soit, pour un tas de raisons (radiation, froid, acidité du sol, etc.), l’environnement sur Mars aujourd’hui est hostile. Et donc, si une vie existe, il ne peut s’agir que de bactéries sacrément résistantes…

Finalement, pour vous, s ‘agit-il d ‘une découverte fondamentale ?

Je m’interroge sur son importance. Au sens où on va voir si cette découverte va influencer la stratégie d’exploration de Mars. Va-t-il y avoir un consensus dans la communauté scientifique pour dire que, oui, c’est très important. En 1976, le programme d’exploration Viking a cherché une vie actuelle sur Mars et n’a pas donné de résultats. Après quoi on a tout basculé vers la recherche d’une vie ancienne datant de 3,5 à 4 milliards d’années. Maintenant, que va-t-on décider de faire ? Changer de stratégie ? Mener les deux en parallèle ? C’est quelque chose que nous allons observer de près…

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