Découverte chimique sur Mars : origines de la vie sur Terre
Il y a un peu plus de dix ans, un rover robotique sur Mars a fourni une réponse tant attendue à une question cruciale : il a confirmé la présence de matière organique enfouie dans les sédiments des lits de lacs anciens de la planète.
Depuis lors, nous avons continué à découvrir des molécules organiques sur Mars, réparties de manière à indiquer une chimie du carbone généralisée sur notre planète rouge voisine.
Cependant, cela ne constitue pas une preuve de vie extraterrestre ; de nombreux processus non biologiques peuvent générer des molécules organiques. Pourtant, déterminer la source exacte de ces matériaux est resté un puzzle.
Preuves des origines atmosphériques des molécules martiennes
Récemment, une équipe dirigée par le scientifique planétaire Yuichiro Ueno de l’Institut de Technologie de Tokyo a identifié des preuves suggérant que ces molécules proviennent de l’atmosphère. Sur Mars, le dioxyde de carbone exposé à la lumière ultraviolette subit des réactions, formant un brouillard de molécules de carbone qui précipitent ensuite sur la surface martienne.
Bien que moins sensationnelle que la découverte d’une biologie martienne, cette trouvaille pourrait fournir des insights sur la manière dont les briques élémentaires de la vie ont pu arriver sur Terre il y a des milliards d’années.
“De telles molécules complexes à base de carbone sont des prérequis essentiels pour la vie, les blocs de construction fondamentaux”, explique le chimiste Matthew Johnson de l’Université de Copenhague.
“C’est semblable à la question ancienne de ce qui est venu en premier, le poulet ou l’œuf. Nous démontrons que le matériau organique trouvé sur Mars résulte de réactions photochimiques atmosphériques—sans la présence de vie. C’est l’œuf, la condition préalable à la vie. Il reste à déterminer si ce matériau organique a conduit à la vie sur la planète rouge.”
Cependant, l’idée que la photolyse—où les molécules se décomposent sous l’influence de la lumière—joue un rôle dans la chimie organique de surface martienne est discutée depuis un certain temps. Johnson et ses collègues ont proposé cette hypothèse dans un article de 2013 basé sur des simulations, que des études ultérieures ont continué d’explorer.
Maintenant, les chercheurs ont besoin de preuves concrètes de Mars qui correspondent à ces résultats de simulation.
Compréhension de la photolyse et des isotopes du carbone
La photolyse du CO2 produit du monoxyde de carbone et des atomes d’oxygène. Cependant, il existe deux isotopes stables du carbone. Le plus abondant est le carbone-12, qui possède six protons et six neutrons. L’isotope légèrement plus lourd est le carbone-13, qui contient six protons et sept neutrons.
La photolyse se produit plus rapidement avec l’isotope plus léger. Ainsi, lorsque la lumière ultraviolette décompose le mélange de dioxyde de carbone dans l’atmosphère contenant à la fois les isotopes C-12 et C-13, elle préfère épuiser préférentiellement les molécules avec C-12, laissant un excès notable de dioxyde de carbone C-13.
Cet enrichissement en carbone-13 atmosphérique a été observé il y a plusieurs années. Les chercheurs ont analysé une météorite originaire de Mars qui est tombée en Antarctique. Elle contenait des minéraux carbonatés formés à partir de CO2 de l’atmosphère martienne.
“La preuve concluante ici est que le ratio des isotopes du carbone correspond précisément à nos prédictions issues des simulations chimiques quantiques”, explique Johnson.
“Nous manquions de l’autre produit de ce processus chimique pour valider la théorie, et maintenant nous l’avons obtenu.”
Le rover Curiosity révèle un élément du puzzle du carbone-13 martien
De plus, la pièce manquante de ce puzzle a été mise au jour dans les données collectées par le rover Curiosity dans le cratère Gale. L’analyse des minéraux carbonatés trouvés à la surface de Mars a révélé un appauvrissement en carbone-13 qui reflète précisément l’enrichissement observé dans la météorite martienne.
“Il n’y a pas d’autre explication plausible pour à la fois l’appauvrissement en carbone-13 dans le matériau organique et l’enrichissement dans la météorite martienne, par rapport à la composition constante du CO2 volcanique émis sur Mars, qui sert de référence similaire aux volcans de la Terre”, explique Johnson.
Ces preuves convaincantes suggèrent que le matériau organique découvert par Curiosity s’est formé à partir de monoxyde de carbone produit via la photolyse.
Cette découverte offre des éclairages sur les origines du matériau organique sur Terre. Il y a des milliards d’années, lorsque le Système Solaire était jeune, la Terre, Vénus et Mars avaient des atmosphères très similaires, indiquant qu’un processus similaire s’est probablement produit sur notre planète.
Bien que Mars et Vénus aient évolué différemment depuis lors et soient actuellement inhospitaliers pour les formes de vie connues de manière unique, l’environnement désertique rouillé de Mars a fourni des indices précieux sur nos propres origines.
“Nous n’avons pas encore découvert cette preuve définitive ici sur Terre pour corroborer que ce processus s’est produit, peut-être parce que la surface de la Terre est significativement plus dynamique, à la fois sur le plan géologique et biologique, subissant des changements constants”, remarque Johnson.
“Cependant, c’est un grand pas en avant que nous l’ayons maintenant identifié sur Mars, à une époque où les deux planètes étaient remarquablement similaires.”
Lire l’article original sur : Science Alert
Pour en savoir plus : NASA’s Ingenuity Mars Helicopter Won’t Fly Again
