Pendant que nous vaquons à nos occupations quotidiennes sur Terre, un robot à propulsion nucléaire de la taille d’une petite voiture se promène sur Mars à la recherche de fossiles. Contrairement à son prédécesseur Curiosity, le rover Perseverance de la NASA est explicitement destiné à "rechercher des preuves potentielles d'une vie passée", conformément aux objectifs officiels de la mission.

Le cratère Jezero a été choisi comme site d'atterrissage en grande partie parce qu'il contient les restes d'anciennes boues et autres sédiments déposés là où une rivière se déversait dans un lac il y a plus de 3 milliards d'années. Nous ne savons pas s'il y avait de la vie dans ce lac, mais si c'était le cas, Perseverance pourrait en trouver des preuves.

Nous pouvons imaginer que Perseverance tombe sur de grands fossiles bien conservés de colonies microbiennes, ressemblant peut-être aux « stromatolites » ressemblant à des choux que les bactéries alimentées par l’énergie solaire produisaient le long des anciens rivages de la Terre. Des fossiles comme ceux-ci seraient suffisamment gros pour voir clairement avec les caméras du rover, et pourraient également contenir des preuves chimiques d'une vie ancienne, que les instruments spectroscopiques du rover pourraient détecter.

Mais même dans des scénarios aussi extrêmement optimistes, nous ne serions pas complètement sûrs d’avoir trouvé des fossiles tant que nous ne pourrions pas les observer au microscope dans des laboratoires sur Terre. En effet, il est possible que des caractéristiques géologiques produites par des processus non biologiques ressemblent à des fossiles. On les appelle pseudofossiles. C'est pourquoi Perseverance ne recherche pas seulement des fossiles in situ :elle collecte des échantillons. Si tout se passe bien, environ 30 spécimens seront renvoyés sur Terre lors d'une mission de suivi, prévue en collaboration avec l'Agence spatiale européenne (ESA).

Plus tôt ce mois-ci, la NASA a annoncé qu'un échantillon particulièrement intrigant, le 24 pour Perseverance et officieusement nommé "Comet Geyser", avait rejoint la collection croissante du rover. Celui-ci provient d'un affleurement appelé Bunsen Peak, qui fait partie d'un dépôt rocheux appelé Margin Unit, proche du bord du cratère.

Cette unité rocheuse s'est peut-être formée le long de la rive de l'ancien lac. Les instruments Rover ont montré que l'échantillon du pic Bunsen est dominé par des minéraux carbonatés (le principal constituant des roches comme le calcaire, la craie et le travertin sur Terre).

Les petits grains de carbonate sont cimentés avec de la silice pure (semblable à l'opale ou au quartz). Le communiqué de presse de la NASA cite Ken Farley, scientifique du projet Perseverance, disant :"C'est le genre de roche que nous espérions trouver lorsque nous avons décidé d'étudier le cratère Jezero."

Mais quelle est la particularité des carbonates ? Et qu’est-ce qui rend l’échantillon du pic Bunsen particulièrement intéressant du point de vue de l’astrobiologie, l’étude de la vie dans l’univers ? Eh bien, premièrement, cette roche s'est peut-être formée dans des conditions que nous reconnaissons comme habitables :capables de soutenir le métabolisme de la vie telle que nous la connaissons.

L’un des ingrédients de l’habitabilité est la disponibilité de l’eau. Les minéraux carbonatés et siliceux peuvent tous deux se former par précipitation directe à partir de l’eau liquide. L'échantillon 24 peut avoir précipité de l'eau du lac à des températures et des conditions chimiques compatibles avec la vie, bien qu'il puisse y avoir d'autres possibilités qui doivent être testées. En fait, les minéraux carbonatés sont étonnamment rares sur Mars, qui a toujours eu beaucoup de CO₂ disponible.

Dans les environnements humides du début de Mars, ce CO₂ aurait dû se dissoudre dans l’eau et réagir pour former des minéraux carbonatés. L’analyse du pic Bunsen et de l’échantillon 24 lorsqu’il sera envoyé sur Terre pourrait éventuellement nous aider à résoudre ce mystère. Une face de l'affleurement présente d'intéressantes textures rugueuses et striées qui pourraient clarifier ses origines, mais elles sont difficiles à interpréter sans plus de données.

Deuxièmement, nous savons, grâce à des exemples sur Terre, que d’anciens carbonates sédimentaires peuvent produire de merveilleux fossiles. Ces fossiles comprennent des stromatolites composés de cristaux de carbonate précipités directement par des bactéries. Perseverance n'en a pas vu d'exemples convaincants.

Il existe des motifs circulaires concentriques dans l'unité de marge, mais ils sont presque certainement dus à l'altération. Cependant, même là où les stromatolites sont absents, certains carbonates anciens sur Terre contiennent des colonies fossiles de cellules microbiennes, qui forment des sculptures fantomatiques où les structures cellulaires originales ont été remplacées par des minéraux.

La petite taille des grains de l'échantillon « Comet Geyser » indique un potentiel plus élevé de préservation de fossiles délicats. Dans certaines conditions, les carbonates à grains fins peuvent même retenir la matière organique, c'est-à-dire les restes modifiés des graisses, des pigments et d'autres composés qui composent les êtres vivants. Le ciment de silice rend cette préservation plus probable :la silice est généralement plus dure, plus inerte et moins perméable que le carbonate, et peut protéger les microbes fossiles et les molécules organiques présentes dans les roches contre les altérations chimiques et physiques sur des milliards d'années.

Lorsque mes collègues et moi avons rédigé un article scientifique intitulé A Field Guide to Finding Fossils on Mars en préparation de cette mission, nous avons explicitement recommandé d'échantillonner des roches à grains fins cimentées par de la silice pour ces raisons. Bien sûr, pour ouvrir cet échantillon et explorer ses secrets, nous devons le ramener sur Terre.

Une étude indépendante a récemment critiqué les projets de la NASA concernant le retour d'échantillons de Mars comme étant trop risqués, trop lents et trop coûteux. Des architectures de mission modifiées sont actuellement en cours d’évaluation pour relever ces défis. Entre-temps, des centaines de brillants scientifiques et ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie ont perdu leur emploi parce que le Congrès américain a effectivement réduit le financement du retour des échantillons de Mars en n'engageant pas le niveau de soutien nécessaire.

Le retour d'échantillons de Mars reste la plus haute priorité de la NASA en matière de science planétaire et est fortement soutenu par la communauté scientifique planétaire du monde entier. Les échantillons de Perseverance pourraient révolutionner notre vision de la vie dans l’univers. Même s’ils ne contiennent ni fossiles ni biomolécules, ils alimenteront des décennies de recherche et offriront aux générations futures une toute nouvelle vision de Mars. Espérons que la NASA et le gouvernement américain pourront être à la hauteur du nom de leur rover et persévérer.