Trouver la vie microbienne passée ou présente sur Mars serait sans aucun doute l'une des plus grandes découvertes scientifiques de tous les temps. Et dans seulement deux ans, il y a une grande opportunité de le faire, avec deux rovers lancés là-bas pour rechercher des signes de vie – Mars2020 par la NASA et ExoMars par l'Agence spatiale européenne et Roscosmos.

J'aide au développement d'un des instruments du rover ExoMars, qui sera la première tentative européenne d'atterrir une plate-forme mobile sur la planète rouge. Ce sera également le premier rover à percer la croûte martienne à une profondeur de deux mètres.

Mais le rover ne sera pas le premier à chercher des preuves de vie. Les atterrisseurs Viking envoyés par la NASA dans les années 1970 portaient des expériences conçues pour cela. Ils ont finalement échoué, mais a fourni une mine d'informations sur la géologie et l'atmosphère de Mars qui sont utiles maintenant. En réalité, l'exploration au cours du dernier demi-siècle nous a montré que le début de Mars était autrefois une planète dynamique et potentiellement habitable.

S'il n'est pas totalement impossible que la vie puisse exister sur Mars aujourd'hui, ExoMars se concentre principalement sur la recherche de la vie éteinte. Parce qu'il y a un risque que cela contamine la planète avec des microbes de la Terre, il est interdit de s'approcher des sites où l'on pense qu'il est possible que des microbes existent aujourd'hui.

Les chimiofossiles sont le meilleur pari

Sur Terre, la vie se déroule sans cesse autour de nous, laissant son empreinte sur notre planète chaque jour. Il y a, cependant, un certain nombre de facteurs à prendre en compte lors de la recherche de la vie sur Mars. La première est que les formes de vie que nous recherchons sont des micro-organismes unicellulaires, invisible à l'œil nu. En effet, il est peu probable que la vie sur Mars ait progressé davantage sur la voie de l'évolution. Ce n'est en fait pas si étrange - la Terre elle-même était un monde de vie unicellulaire pendant deux milliards d'années ou plus.

Un autre problème est que la vie que nous recherchons aurait existé il y a trois ou quatre milliards d'années. Beaucoup de choses peuvent se passer pendant cette période - les roches préservant ces preuves peuvent être érodées et redéposées, ou enterré profondément hors de portée. Heureusement, Mars n'a pas de tectonique des plaques - le déplacement et le recyclage constants de la croûte que nous avons sur Terre - ce qui signifie que c'est une capsule temporelle géologique.

Parce que nous recherchons des preuves de micro-organismes morts depuis longtemps, la chasse aux bio-signatures réside dans la détection et l'identification des « chimiofossiles » organiques – des composés laissés par la décomposition de la vie. Ceux-ci sont différents des composés organiques livrés aux planètes sur le dos des météorites, ou celles-ci, comme le méthane, qui peuvent être produits par des processus géologiques et biologiques. Aucun composé ne prouvera que la vie a déjà existé.

Plutôt, ce seront des motifs distinctifs présents dans tous les composés organiques découverts qui trahissent leur origine biologique. Lipides et acides aminés, par exemple, sont des composants fondamentaux des êtres vivants, mais se trouvent également dans certaines météorites. La différence réside dans la recherche de preuves montrant un processus de sélection. Les lipides laissés par les membranes cellulaires dégradées auront probablement une gamme de tailles limitée, et comprennent un nombre pair de carbones. De la même manière, les acides aminés existent naturellement sous forme gaucher et droitier (comme les gants), mais pour une raison quelconque, la vie n'utilise que les gauchers.

Il est également possible que des micro-organismes produisent des fossiles visibles dans les archives rocheuses. Lorsque les conditions le permettent, les tapis microbiens (communautés multicouches de micro-organismes) peuvent être parsemés de sédiments fins, produisant des structures morphologiques caractéristiques dans les roches qui se forment par la suite. Cependant, les conditions environnementales spécifiques requises pour cela signifient que de tels gisements sont peu susceptibles d'être découverts par un rover explorant une seule petite région d'une planète entière.

Donc, le meilleur pari sera la recherche de composés organiques, une tâche qui incombe au Mars Organic Molecule Analyzer (MOMA) - le plus gros instrument de la charge utile du rover ExoMars.

Une découverte intrigante des atterrisseurs vikings était l'absence de composés organiques détectables à la surface martienne. C'était inattendu - de nombreux composés organiques sont trouvés dans tout le système solaire qui ne se forment pas par l'activité biologique. Des missions ultérieures ont révélé qu'une combinaison de chimie dure et de rayonnement intense élimine efficacement une grande partie de la matière organique de la surface de Mars, quelle que soit son origine.

Mais plus récemment, le rover Curiosity de la NASA a commencé à trouver des composés organiques simples, faisant allusion à ce qui peut se trouver en dessous. En analysant des échantillons remontés sous la surface, MOMA aura une meilleure chance de trouver ces biosignatures organiques qui ont survécu aux ravages du temps.

Contamination déroutante

Avant même que toute recherche de biosignatures ne commence, cependant, ExoMars devra d'abord trouver les bonnes roches. Les sites d'atterrissage retenus pour la mission ont, en partie, été choisis en fonction de leurs caractéristiques géologiques, y compris leur âge (plus de 3,6 milliards d'années).

Si le MOMA identifie des molécules organiques au sein des échantillons amenés par la foreuse, l'une des premières choses sera d'établir s'ils sont le résultat d'une contamination par des produits organiques voyous d'origine terrestre. Alors qu'ExoMars recherche une vie extraterrestre, il est conçu pour rechercher une vie basée sur la même chimie fondamentale que la vie sur Terre. D'une part, cela signifie que des instruments hautement sensibles comme le MOMA peuvent être conçus pour cibler les biosignatures que nous avons une bonne compréhension, et donc augmenter la probabilité qu'ExoMars soit un succès.

L'inconvénient est que ces instruments sont également sensibles à la vie et aux molécules organiques sur Terre. Pour s'assurer que les passagers clandestins organiques ou microbiologiques terrestres sont minimisés, le rover et ses instruments sont construits et assemblés dans des salles ultra propres. Une fois sur Mars, le rover exécutera un certain nombre d'échantillons "vierges", qui montrera quoi, si seulement, une contamination peut être présente.

Finalement, trouver des preuves solides d'une vie éteinte sur Mars, que ce soit des chimiofossiles ou quelque chose de plus visible, ne sera que la première étape. Comme pour la plupart des découvertes scientifiques, ce sera un processus graduel, avec des preuves qui s'accumulent couche par couche jusqu'à ce qu'aucune autre explication n'existe. Si le rover Mars2020 de la NASA trouve également des preuves tout aussi alléchantes, alors ces découvertes représenteront un changement radical dans notre compréhension de la vie en général. Et, bien qu'incroyablement improbable, il est bien sûr possible qu'ExoMars tombe sur des micro-organismes martiens vivants.

Reste à savoir si ExoMars décroche le jackpot, mais à tout le moins, cela marquera un nouveau départ pour la recherche de la vie sur Mars.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.