Comme tout géologue digne de ce nom vous le dira, il y a des rochers, et puis il y a des rochers. En juillet prochain, La NASA et l'Agence spatiale européenne (ESA) lancent des rovers vers Mars qui rechercheront des signes de vie microbienne passée, et pour les trouver, les scientifiques de la mission Mars 2020 de la NASA et de l'ExoMars de l'ESA devront examiner différents types de roches qui donnent des informations convaincantes sur l'environnement dans lequel elles ont été fabriquées, le tout à une distance de 100 millions de kilomètres.

« Alors que nous nous attendons à trouver de nombreuses roches importantes au cours des missions Mars 2020 et ExoMars, il faut aussi laisser ouverte la possibilité de trouver une ou plusieurs roches très spéciales, le genre dont la découverte non seulement en dirait long sur l'histoire de Mars, mais contribuerait de manière significative à la discussion de la vie ailleurs dans l'univers, " a déclaré Ken Farley, Scientifique du projet Mars 2020 à Caltech à Pasadena.

Guidé par Martin Van Kranendonk, directeur du Centre australien d'astrobiologie de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud, les membres des équipes scientifiques des deux missions sont partis en expédition dans la région de Pilbara, dans le nord-ouest de l'Australie, pour analyser, discuter et débattre des stromatolites, des structures préservées dans la roche qui se sont formées dans l'eau au début de la Terre et qui contiennent un enregistrement fossilisé de la vie microbienne ancienne. Parmi les arrêts des équipes scientifiques :un amas de stromatolites dans un groupe de roches appelé la formation Dresser qui contient certains des plus anciens enregistrements fossilisés connus de la vie sur notre monde.

"Il y a 3,48 milliards d'années, cette zone abritait une caldeira, ou volcan effondré, rempli de chaud, eau de mer bouillonnante, " dit Van Kranendonk. " En même temps, cet endroit abritait également des structures appelées tapis microbiens, visibles à l'œil nu mais composées d'organismes microscopiques. Aujourd'hui, vous les connaissez comme de simples écumes d'étang, mais à l'époque, ils étaient les formes de vie les plus complexes sur Terre."

Probablement alimenté par la photosynthèse, avec la chaleur et l'énergie chimique dans la caldeira, ces nattes vivaient au bord de l'eau, sécrétant un mucus qui emprisonnerait les grains de sédiments tourbillonnant dans l'eau. Heures supplémentaires, feuille après feuille de ces microbes piégés sédiments au-dessus des couches précédentes. Lorsque l'eau de mer s'est retirée et que l'écume de l'étang s'est asséchée et a disparu des millénaires plus tard, ce qui restait était des preuves frappantes de cette co-évolution de la géologie et de la biologie.

"Un stromatolite est assez subtil pour un œil non averti, " dit Van Kranendonk. " Mais une fois que vous connaissez les détails, tu reconnais que ces ondulations, les roches ridées ont une structure différente de celle qui peut être expliquée par la seule géologie."

Vie passée sur Mars ?

Bien sûr, l'Outback n'est pas Mars, mais ce qui s'est passé dans la formation Dresser il y a un milliard d'années et ce qui s'est passé sur la planète rouge à peu près au même moment partagent des similitudes étranges.

Il y a entre 3 et 4 milliards d'années sur le site d'atterrissage de Mars 2020, Cratère Jezero, une rivière s'est déversée dans un plan d'eau de la taille du lac Tahoe, dépôt de sédiments du delta remplis d'argile et de minéraux carbonatés. Les conditions étaient idéales pour la formation de stromatolites sur les rivages, ce qui est l'une des principales raisons pour lesquelles l'équipe de rover atterrira là-bas en février 2021. "Il est difficile de penser à une meilleure recette pour que la vie s'épanouisse - et pour que son record soit préservé - que celle que nous voyons à Jezero, " a déclaré Ken Williford, Scientifique adjoint du projet Mars 2020 au JPL.

Si des stromatolites ont jamais existé à Jezero ou à Oxia Planum, le site d'atterrissage d'ExoMars, les équipes doivent savoir quoi chercher, d'où ce voyage dans l'Outback. Mais ce n'est pas la seule raison pour laquelle ils sont venus.

« J'ai organisé cette première expédition scientifique conjointe Mars 2020-ExoMars afin que les scientifiques de nos deux grandes missions puissent acquérir une nouvelle perspective sur ces stromatolites uniques en leur genre; un environnement de laboratoire ne peut tout simplement pas fournir le même contexte, " a déclaré Mitch Schulte, Scientifique du programme Mars 2020 au siège de la NASA à Washington. "Cela s'applique à l'expérience dans son ensemble, aussi—les conversations, la comparaison des notes et la planification des futurs échanges qui ont été faites ici à Pilbara contribueront grandement à faire progresser la science martienne. »

Deux missions, Deux routiers

Alors que les deux missions cherchent toutes deux à trouver des preuves de la vie passée, chacun aborde le défi à sa manière. Atterrissant environ une semaine après Mars 2020, le rover ExoMars, autrement connu sous le nom de Rosalind Franklin, porte une carotteuse qui, à deux reprises ou plus, creusera près de 2 mètres (7 pieds) dans la croûte martienne. Le rover analysera les échantillons sur place avec une suite sophistiquée d'instruments scientifiques.

Le mécanisme de carottage du rover Mars 2020 de la NASA perce des trous moins profonds, mais est conçu pour collecter plus de 40 échantillons de carottes de roche et de sol. Il y aura une analyse sur place des roches sur les sites de carottage, et les échantillons eux-mêmes seront scellés dans des tubes métalliques qui seront finalement déposés par le rover sur des sites spécifiques. Les futures missions pourraient ensuite récupérer ces échantillons et les renvoyer sur Terre pour le type d'analyse en laboratoire qui n'est tout simplement pas possible sur Mars.

"Ces deux missions sur Mars seront révolutionnaires car complémentaires, " dit Teresa Fornaro, membre de l'équipe scientifique de l'instrument Mars Organic Molecule Analyzer à bord d'ExoMars. "Deux rovers différents avec deux ensembles d'instruments différents, explorer en même temps deux sites d'atterrissage différents. Certaines des capacités de Mars 2020 à caractériser l'environnement de surface pourraient aider à guider ExoMars sur l'endroit où forer. Inversement, la connaissance de l'altération d'éventuelles matières organiques en fonction de la profondeur par ExoMars pourrait aider Mars 2020 à sélectionner les échantillons de surface les plus intéressants à collecter pour un futur retour sur Terre. »

Lorsque l'expédition scientifique conjointe Mars 2020-ExoMars dans l'Outback s'est terminée fin août, les équipes scientifiques se sont séparées. Mais à ceux qui ont perfectionné leurs talents de chasseur de stromatolites dans le Pilbara, l'influence du voyage continue.

"Ce qui se passe ici sur le terrain se passe aussi dans les halls de la NASA et de l'ESA, " dit Schulte. " Trouver des preuves de la vie sur un autre monde, s'il a jamais existé, exigera de la ténacité et beaucoup de matière grise. S'il y a un stromatolite à portée des rovers, Je pense que nous avons de bonnes chances de le trouver... et nous le trouverons ensemble. Ce voyage y aura contribué."

La fenêtre de lancement de Mars 2020 s'ouvre le 17 juillet 2020. Il atterrira sur le cratère Jezero de Mars le 18 février. 2021. La fenêtre de lancement d'ExoMars s'ouvre le 25 juillet 2020. Il atterrira à Oxia Planum en mars 2021.