Une équipe de recherche comprenant le chercheur Atsuko Kobayashi du Earth-Life Science Institute (ELSI) du Tokyo Institute of Technology, Japon, et le chercheur Mizuho Koike de l'Institut des sciences spatiales et astronautiques de l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale, ont trouvé de la matière organique azotée dans les minéraux carbonatés d'une météorite martienne. Cette matière organique a très probablement été préservée pendant 4 milliards d'années depuis l'âge noachien de Mars. Étant donné que les minéraux carbonatés précipitent généralement des eaux souterraines, cette découverte suggère un début de Mars humide et riche en matières organiques, qui aurait pu être habitable et propice au démarrage de la vie.

Depuis des décennies, les scientifiques ont essayé de comprendre s'il y a des composés organiques sur Mars et si oui, quelle est leur source. Bien que des études récentes d'exploration de Mars à partir d'un rover aient détecté des preuves solides de la présence de matières organiques martiennes, on sait peu d'où ils viennent, quel âge ont-ils, à quel point ils peuvent être largement distribués et conservés, ou quelle pourrait être leur relation possible avec l'activité biochimique.

Les météorites martiennes sont des morceaux de la surface de Mars qui ont eux-mêmes été projetés dans l'espace par des impacts de météores, et qui a finalement atterri sur Terre. Ils fournissent des informations importantes sur l'histoire martienne. Une météorite en particulier, nommé Allan Hills (ALH) 84001, nommé pour la région de l'Antarctique, il a été trouvé en 1984, est particulièrement important. Il contient des minéraux carbonatés de couleur orange, qui a précipité de l'eau liquide salée près de la surface de Mars il y a 4 milliards d'années. Comme ces minéraux enregistrent l'environnement aqueux précoce de Mars, de nombreuses études ont tenté de comprendre leur chimie unique et si elles pourraient fournir des preuves de la vie ancienne sur Mars. Cependant, les analyses précédentes souffraient de contamination par du matériel terrestre provenant de la neige et de la glace de l'Antarctique, ce qui rend difficile de dire quelle quantité de matière organique dans la météorite était vraiment martienne. En plus du carbone, l'azote (N) est un élément essentiel pour la vie terrestre et un traceur utile pour l'évolution du système planétaire. Cependant, en raison de limitations techniques antérieures, l'azote n'avait pas encore été mesuré dans ALH84001.

Cette nouvelle recherche menée par l'équipe conjointe ELSI-JAXA a utilisé des techniques analytiques de pointe pour étudier la teneur en azote des carbonates ALH84001, et l'équipe est maintenant convaincue d'avoir trouvé la première preuve solide de substances organiques martiennes vieilles de 4 milliards d'années contenant de l'azote.

La contamination terrestre est un problème sérieux pour les études de matériaux extraterrestres. Pour éviter une telle contamination, l'équipe a développé de nouvelles techniques pour préparer les échantillons. Par exemple, ils ont utilisé du ruban d'argent dans un laboratoire propre ELSI pour arracher les minuscules grains de carbonate, qui ont à peu près la largeur d'un cheveu humain, de la météorite hôte. L'équipe a ensuite préparé ces grains pour éliminer d'éventuels contaminants de surface avec un instrument à faisceau d'ions focalisé au microscope électronique à balayage à la JAXA. Ils ont également utilisé une technique appelée spectroscopie -XANES (Nitrogen K-edge micro X-ray Absorption Near Edge Structure), ce qui leur a permis de détecter l'azote présent en très petites quantités et de déterminer sous quelle forme chimique cet azote se trouvait. Des échantillons de contrôle provenant de minéraux ignés voisins n'ont donné aucun azote détectable, montrant que les molécules organiques n'étaient que dans le carbonate.

Après les contrôles minutieux de la contamination, l'équipe a déterminé que les substances organiques détectées étaient très probablement vraiment martiennes. Ils ont également déterminé l'apport d'azote sous forme de nitrate, l'un des oxydants puissants de l'actuelle Mars, était insignifiant, suggérant que le début de Mars ne contenait probablement pas d'oxydants forts, et comme les scientifiques l'ont soupçonné, il était moins oxydant qu'aujourd'hui.

La surface actuelle de Mars est trop dure pour que la plupart des matières organiques survivent. Cependant, les scientifiques prédisent que les composés organiques pourraient être conservés près de la surface pendant des milliards d'années. Cela semble être le cas pour les composés organiques azotés que l'équipe a trouvés dans les carbonates ALH84001, qui semblent avoir été piégés dans les minéraux il y a 4 milliards d'années et conservés pendant de longues périodes avant d'être finalement livrés à la Terre.

L'équipe convient qu'il y a beaucoup de questions ouvertes importantes, comme d'où viennent ces matières organiques contenant de l'azote ? Kobayashi explique, "Il y a deux possibilités principales :soit ils venaient de l'extérieur de Mars, ou ils se sont formés sur Mars. Au début de l'histoire du système solaire, Mars a probablement été inondée de quantités importantes de matière organique, par exemple à partir de météorites riches en carbone, comètes et particules de poussière. Certains d'entre eux peuvent s'être dissous dans la saumure et être piégés à l'intérieur des carbonates. » Le chef de l'équipe de recherche, Koike ajoute qu'alternativement, des réactions chimiques au début de Mars peuvent avoir produit les matières organiques azotées sur place. Dans les deux cas, ils disent, ces découvertes montrent qu'il y avait de l'azote organique sur Mars avant qu'elle ne devienne la planète rouge que nous connaissons aujourd'hui ; Mars au début était peut-être plus « terrestre, " moins oxydant, plus humide, et riche en matières organiques. C'était peut-être "bleu".