Les données du rover Curiosity Mars de la NASA ont été utilisées dans un nouvel article étudiant comment les astéroïdes impactant l'ancienne atmosphère martienne auraient pu produire des ingrédients clés à la vie. Ces données ont été fournies par l'instrument Sample Analysis at Mars de Curiosity. Crédit :NASA/JPL-Caltech/MSSS
Une nouvelle étude révèle que les impacts d'astéroïdes sur l'ancienne Mars auraient pu produire des ingrédients clés pour la vie si l'atmosphère martienne était riche en hydrogène. Une première atmosphère riche en hydrogène sur Mars pourrait également expliquer comment la planète est restée habitable après que son atmosphère s'est éclaircie. L'étude a utilisé les données du rover Curiosity de la NASA sur Mars et a été menée par des chercheurs de l'équipe d'instruments Sample Analysis at Mars (SAM) de Curiosity et des collègues internationaux.
Ces ingrédients clés sont les nitrites (NO
Pour comprendre comment l'azote fixé a pu se déposer dans le cratère, les chercheurs devaient recréer l'atmosphère martienne primitive ici sur Terre. L'étude, dirigé par le Dr Rafael Navarro-González et son équipe de scientifiques de l'Institut des sciences nucléaires de l'Université nationale autonome du Mexique à Mexico, ont utilisé une combinaison de modèles théoriques et de données expérimentales pour étudier le rôle que joue l'hydrogène dans la transformation de l'azote en nitrites et nitrates en utilisant l'énergie des impacts d'astéroïdes. L'article a été publié en janvier dans le Journal of Geophysical Research :Planètes .
Dans le laboratoire, le groupe a utilisé des impulsions de faisceau laser infrarouge pour simuler les ondes de choc à haute énergie créées par les astéroïdes s'écrasant dans l'atmosphère. Les impulsions ont été concentrées dans un flacon contenant des mélanges d'hydrogène, les gaz d'azote et de dioxyde de carbone, représentant l'atmosphère martienne primitive. Après les explosions laser, la concoction résultante a été analysée pour déterminer la quantité de nitrates formée. Les résultats étaient surprenants, Pour dire le moins.
"La grande surprise a été que le rendement en nitrate a augmenté lorsque l'hydrogène a été inclus dans les expériences de choc laser qui simulaient les impacts d'astéroïdes, " a déclaré Navarro-González. "C'était contre-intuitif car l'hydrogène conduit à un environnement pauvre en oxygène tandis que la formation de nitrate nécessite de l'oxygène. Cependant, la présence d'hydrogène conduit à un refroidissement plus rapide du gaz échauffé par choc, piégeant l'oxyde nitrique, le précurseur du nitrate, à des températures élevées où son rendement était plus élevé."
Bien que ces expériences aient été menées dans un environnement de laboratoire contrôlé à des millions de kilomètres de la planète rouge, les chercheurs ont voulu simuler les résultats obtenus à partir de Curiosity en utilisant l'instrument SAM sur le rover. SAM prélève des échantillons forés dans la roche ou ramassés à la surface par le bras mécanique du rover et les cuit pour examiner les empreintes chimiques des gaz libérés.
"SAM on Curiosity a été le premier instrument à détecter les nitrates sur Mars, " a déclaré Christopher McKay, co-auteur de l'article au Ames Research Center de la NASA dans la Silicon Valley en Californie. "En raison des faibles niveaux d'azote gazeux dans l'atmosphère, le nitrate est la seule forme biologiquement utile d'azote sur Mars. Ainsi, sa présence dans le sol est d'une importance astrobiologique majeure. Cet article nous aide à comprendre les sources possibles de ce nitrate."
Pourquoi les effets de l'hydrogène étaient-ils si fascinants ? Bien que la surface de Mars soit froide et inhospitalière aujourd'hui, les scientifiques pensent qu'une atmosphère plus épaisse et enrichie en gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone et la vapeur d'eau a pu avoir réchauffé la planète dans le passé. Certains modèles climatiques montrent que l'ajout d'hydrogène dans l'atmosphère peut avoir été nécessaire pour augmenter suffisamment les températures pour avoir de l'eau liquide à la surface.
"Avoir plus d'hydrogène comme gaz à effet de serre dans l'atmosphère est intéressant à la fois pour l'histoire climatique de Mars et pour l'habitabilité, " a déclaré Jennifer Stern, un géochimiste planétaire au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, et l'un des co-chercheurs de l'étude. "Si vous avez un lien entre deux choses qui sont bonnes pour l'habitabilité - un climat potentiellement plus chaud avec de l'eau liquide en surface et une augmentation de la production de nitrates, qui sont nécessaires à la vie, c'est très excitant. Les résultats de cette étude suggèrent que ces deux choses, qui sont importants pour la vie, s'emboîtent et l'un renforce la présence de l'autre."
Même si la composition de l'atmosphère martienne primitive reste un mystère, ces résultats peuvent fournir plus de pièces pour résoudre ce casse-tête climatique.
