La vie telle que nous la connaissons n'a jamais été trouvée nulle part dans notre système solaire ou notre univers, ailleurs que sur Terre. Mais cela ne signifie pas nécessairement qu'il n'est pas là-bas.

La mission Mars 2020 est la première mission de la NASA avec un volet astrobiologie explicite. Prévu pour être exécuté en plusieurs parties sur des décennies, Mars 2020 et les missions associées visent à être les premiers à renvoyer des échantillons d'une autre planète dans le but de les examiner à la recherche de signes de vie.

Mais qu'est-ce que les scientifiques espèrent trouver ? Comment sauront-ils si ou quand ils l'ont trouvé ? Qu'est-ce que cela signifie pour la vie sur Terre si quelque chose est trouvé, et qu'est-ce que ça veut dire si ce n'est pas le cas ?

Pour mieux comprendre ces questions, nous avons parlé à Woody Fischer, professeur de géobiologie et directeur associé du Caltech Center for Autonomous Systems and Technologies. Fischer étudie les roches anciennes sur Terre à la recherche de signes de vie ancienne.

Quelles sont les principales différences entre Mars et la Terre, en termes d'hébergement potentiel de la vie ?

Il y a beaucoup de choses qui rendent Mars différent, mais un gros problème est qu'il n'est pas tectoniquement actif. À certains égards, Mars est peut-être encore mieux adapté que la Terre pour préserver les signatures des premiers temps de la vie. La Terre est tectoniquement active, donc n'importe quelle roche du début de l'histoire de la planète, disons il y a trois à quatre milliards d'années, a maintenant été enterré à des températures et des pressions élevées, et ces conditions peuvent effacer tous les indices sur la vie qu'elle aurait pu contenir. La surface martienne, d'autre part, est relativement inchangé par les processus de surface tels que la tectonique ou le pouvoir érodant de l'eau. Si Mars abritait la vie il y a trois à quatre milliards d'années, cela pourrait être la preuve de la première vie dans le système solaire.

Nous savons que Mars était beaucoup plus humide, et nous pensons que l'eau est un élément assez critique pour que la vie se développe et prospère. En réalité, le site d'atterrissage du cratère Jezero pour Mars 2020 a été choisi car il contenait autrefois un lac de la taille du lac Tahoe. L'eau agit sur les rochers, les change, il les altère après leur dépôt. Mais maintenant, Mars est sèche. Et le manque d'eau signifie moins d'altérations. Mars pourrait en fait nous donner une meilleure chance que la Terre de répondre aux questions sur ce à quoi ressemblait le système solaire il y a trois ou quatre milliards d'années.

En supposant que le processus complexe de retour d'échantillon ramène des morceaux de la surface martienne sur Terre, que rechercheriez-vous dans ces échantillons ?

Bien sûr, trouver un fossile squelettique comme ceux que l'on voit dans les musées d'histoire naturelle sur Terre serait un changement de paradigme complet. Mais nous prévoyons que si la vie était présente sur Mars, elle aurait été microbienne, et les microbes ne laissent pas souvent des fossiles squelettiques; les rares enregistrements de microbes dans les roches de la Terre sont des filaments et des coccoïdes qui ont été ensevelis par des minéraux.

Nous connaissons certains facteurs qui ont tendance à être de bons enregistreurs de l'activité biologique :pratiquement partout où de nouveaux minéraux comme les sels de carbonate se forment. Ces minéraux peuvent modeler et encapsuler des morceaux de leur environnement au fur et à mesure qu'ils se forment et ont préservé les informations sur les fossiles microbiens sur Terre. Les sels de carbonate sont théorisés comme étant dans le cratère Jezero, nous sommes donc très intéressés par la collecte d'échantillons de carbonates que nous trouvons pour voir s'ils préservent des preuves texturales de la vie. Nous recherchions également des composés biomarqueurs organiques, qui sont des ensembles de molécules dont la production est très défavorable sans l'aide de la biologie; des molécules comme le cholestérol dans nos propres cellules en sont des exemples.

Il y a une tonne de biosignatures proposées. Beaucoup ne sont pas uniques à la vie, ou diagnostic de vie, mais certainement le suggérer, parce que nous ne pouvons pas penser à une autre façon de les fabriquer sans cellule.

Quels sont quelques exemples de cela?

Prenez les stromatolites :ces tissus de roche grumeleux qui sont superposés un peu comme un biscuit floconneux. Sur Terre, nous pensons qu'ils sont les résidus fossiles de réseaux gluants de bactéries appelés tapis microbiens. Les tapis microbiens étaient des communautés biologiques incroyablement importantes, avant même que les animaux n'évoluent sur notre planète. Pour la plupart de l'histoire de la vie, le record est des stromatolites. Mais il y a des lacunes dans nos connaissances sur la façon dont ils sont fabriqués et il peut même y avoir des classes entières de stromatolites qui résultent de processus de croissance minérale indépendants de la biologie. Et si une structure de stromatolite était trouvée sur Mars et qu'il n'y avait pas de signatures organiques supplémentaires ? Rechercher la vie sur Mars pourrait nous aider à combler les lacunes dans notre compréhension des processus qui se déroulent sur notre propre planète.

D'autre part, nous connaissons quelques exemples du disque rock sur Terre qui pourraient vous tromper. Si je devais vous montrer une fine coupe de certains types de vieilles roches au microscope, vous le regarderiez et vous diriez, "Oh, c'est sûrement une cellule. Ça doit l'être." Et je dirais, "Non, en fait, je sais que cela vient d'une roche métamorphique. Cela a été créé à des conditions de température et de pression que la vie ne pouvait pas atteindre."

Ce qui me passionne, c'est que les chercheurs ont récemment proposé que nous puissions rechercher des signatures de processus prébiotiques, les processus physiques et chimiques qui sont des conditions préalables à l'apparition de la vie. Il est absolument clair d'après nos données actuelles que Mars hébergeait des environnements habitables, mais si oui ou non ils ont été effectivement habités est la prochaine question. Une autre façon de poser cette question est, Y avait-il des processus se produisant dans ces environnements qui étaient peut-être les précurseurs de quelque chose qui aurait pu mener à la vie ? Il y a cette opportunité de dire, bien, peut-être que Mars n'a jamais vécu, mais peut-être qu'il a commencé sur cette route. Peut-être que cela a commencé ce genre de chimie prébiotique. Peut-être qu'il y a une chimie passionnante qui s'est produite ou se produit sur les environnements de surface sur Mars, mais il n'a jamais vraiment pris vie.

Quels processus sont considérés comme des précurseurs de la vie ?

Il existe un tas d'idées parallèles sur les types d'environnements et de processus qui ont été importants pour la genèse de la vie. Mais nous en savons très peu avec certitude. Et vous ne pouvez pas répondre à la question aujourd'hui dans les environnements terrestres modernes, car la vie est omniprésente et peut surpasser de tels processus prébiotiques. Mais peut-être pourriez-vous voir des preuves de ces processus dans un ancien environnement martien. Imaginez si nous nous retrouvons à Jezero sur Mars et que nous observons qu'il y a un tas de matière organique et que nous sommes capables de caractériser une partie de cette matière organique. Et peut-être que cela ressemble à certaines des choses qui sont fabriquées dans des conditions de laboratoire dans une certaine configuration expérimentale, un système hydrothermal, ou un environnement de source chaude, ou un lac alcalin.

Il y a cette réelle opportunité pour nous de découvrir quelque chose d'incroyable de Mars, mais aussi découvrir quelque chose sur Mars que nous tenons pour acquis sur Terre. Il existe peut-être des moyens abiotiques de générer certains des matériaux et des textures que nous supposons être produits par la vie sur Terre.

Comment la communauté scientifique arriverait-elle à un consensus pour déclarer, « C'est un signe de vie passée ? » Existe-t-il une définition officielle de « vie ? »

Imaginez que nous trouvions un stromatolite. Il y aura des gens dans l'équipe et en dehors de l'équipe qui seront prêts à déclarer la victoire. "C'est ça, nous avons trouvé la vie." Il y aura aussi un tas de gens qui diront, "Bien, Attends une seconde. Comment savons-nous que nous sommes si sûrs ?"

Ce va-et-vient aura lieu, Je pense, à mesure que nous découvrons ces matériaux. Ce genre de dialogue va être vraiment important tout au long de ce processus.

La science est si subtile. C'est toujours une telle discussion. Avec chaque nouvelle observation et découverte vient la possibilité de demander une analyse plus détaillée, plus précis, question. Actuellement, quand on parle de détection de vie, il y a toujours des mises en garde, et si-alors, et ce genre de chose. Nous ne traduisons pas toujours cela incroyablement bien au public. Mais je pense que ce serait un gros problème de pouvoir dire, "Voir, nous voyons ici des matériaux que nous associons à la vie, et nous allons avoir du pain sur la planche pour tester cela de manière rigoureuse, mais c'est plus proche que jamais de comprendre si la vie est présente ou non sur une planète autre que la nôtre."

Comment la présence de la vie sur Mars changerait-elle notre vision de la vie sur Terre ?

Imaginez que vous puissiez trouver des signes de vie ancienne sur Mars. La prochaine chose que vous voulez voir, c'est s'il y a de la vie qui a persisté sur la planète jusqu'à nos jours. Imaginez que nous trouvions cela aussi. La prochaine chose que vous voulez savoir est, est-ce lié à la vie sur Terre ? Dans quelle mesure cela nous rappelle-t-il nous-mêmes ou non ? Est-ce une expérience complètement différente? Qu'il ait ou non évolué indépendamment sur Mars, par opposition à faire partie de la panspermie - l'idée que la vie se serait en quelque sorte répandue dans tout le système solaire sur des météorites ou quelque chose comme ça - est vraiment intéressante.

Nous voudrions savoir quels sont les points communs entre la vie sur Mars et la Terre. Comment la vie sur Mars se reproduit-elle ? Quelles sont les règles pour être en vie ?

Imaginez que vous trouviez quelque chose comme une cellule. Cela pourrait vous dire que la vie doit être enfermée dans une membrane. Comment ces cellules récupèrent-elles l'énergie ? Pour les cellules sur Terre, seulement trois ou plus saveurs d'énergie - celles des liaisons phosphoanhydride comme dans l'ATP [la molécule qui fournit de l'énergie pour piloter les processus chez les êtres vivants], Réactions redox, et les gradients chimiques membranaires - n'ont jamais été utilisés, bien qu'il y en ait peut-être eu d'autres dans le passé que nous ne connaissons pas. Était-ce aussi vrai pour Mars ? La vie là-bas a-t-elle trouvé des moyens de puiser dans d'autres sources d'énergie que la vie n'a pas sur Terre ?

Les questions qui en découlent deviennent vraiment passionnantes, très rapide. Et même si la panspermie finit par être responsable de la vie sur Terre et sur Mars, quand est-ce arrivé? Ce genre de choses serait absolument fascinant de pouvoir étudier. Peut-être qu'ils pourraient être étudiés en conjonction avec l'envoi de personnes sur Mars, parce que nous sommes peut-être à une décennie de le faire. Malgré les énormes réalisations technologiques associées à l'envoi d'un rover comme Persévérance au cratère Jezero, le genre de recherche que vous pouvez faire avec une personne est encore au-delà de ce que nous pouvons accomplir avec un rover.