Chroniques martiennes

Vie sur Mars : la preuve par le méthane ?

Mercredi 28 juillet 2004
Le méthane martien est-il d'origine biogénique ? (crédit photo : Hubble Space Telescope / droits réservés)
La découverte la plus stimulante de l'année 2004 n'est pas due, comme on pourrait être tenté de le croire, aux deux rovers américains Spirit et Opportunity, mais à la sonde européenne Mars Express, et plus spécialement à l'un de ses instruments, le PFS, dont l'importance avait jusqu'à présent été éclipsée par la puissante caméra couleur HRSC ou le fameux radar MARSIS. Ce spectromètre a en effet décelé des traces de méthane dans l'atmosphère martienne, une découverte aux implications profondes, et qui confirme brillamment des mesures indépendantes réalisées peu de temps auparavant par deux observatoires terrestres. D'après les données collectées, la teneur en méthane varierait entre 10 et 30 ppbv (ppbv signifiant une partie par milliard, soit une molécule de méthane pour un milliard d'autres molécules). S'il s'agit de quantités infimes, elles n'en sont pas moins réelles, et les doutes qui avaient initialement été émis quant à la capacité du PFS de détecter d'aussi petites concentrations sont désormais levés.

Sur la planète rouge, le méthane a une durée de vie d'environ 300 ans. Sa détection dans l'atmosphère martienne implique donc forcément l'existence d'un mécanisme qui ne cesse de le régénérer. L'explication la plus conservatrice serait de considérer que ce méthane est actuellement craché par la bouche d'un volcan, ce qui ne serait pas surprenant, étant donné la prépondérance des édifices volcaniques sur Mars. Si l'origine volcanique du méthane martien est moins enthousiasmante qu'une origine biologique, elle prouverait qu'il existe encore localement sur Mars des poches de chaleur, et que la planète n'est donc pas un astre mort.

Sur Terre, le méthane atmosphérique est cependant principalement produit par des êtres vivants (en particulier des bactéries méthanogènes), et il est tout à fait possible qu'il en soit de même pour Mars. Si elle se confirme, l'hypothèse biogénique, qui est non seulement fascinante, mais aussi scientifiquement raisonnable, pourrait bien bouleverser à jamais notre vision de l'Univers.

Pour avancer, les scientifiques doivent absolument dresser la carte de répartition du méthane dans l'atmosphère martienne. Or, si le méthane a pu être détecté à la fois depuis la Terre et l'orbite martienne, seul le PFS est aujourd'hui en mesure d'effectuer la cartographie du méthane martien, ce qui donne à l'Europe une avance majeure sur les Etats-Unis. Certes, les spectromètres des deux observatoires (basés à Hawaii et au Chili) qui sont crédités de la découverte du méthane martien depuis la surface terrestre possèdent un pouvoir de résolution supérieur au PFS de Mars Express, mais ils ne peuvent absolument rien contre la distance qui sépare la Terre de la planète rouge. En tournant autour de Mars, le PFS a une vue imprenable sur l'atmosphère martienne et ses mystères.

L'établissement d'une carte de la répartition du méthane est absolument essentiel, car la concentration de ce gaz n'est en effet pas homogène, comme on aurait pu logiquement s'y attendre. Cette hétérogénéité implique qu'il existe à la surface de Mars des régions ou le méthane est émis, et des régions ou le méthane disparaît (ce que les spécialistes des sciences de l'atmosphère nomment des puits). La nature de ces puits, qui ponctionnent le méthane à l'interface entre l'air et le sol, est pour l'instant inconnue. Le méthane pourrait également n'être présent que dans les couches les plus basses de l'atmosphère martienne. Ainsi, si on considère que seuls les 10 premiers kilomètres de l'atmosphère renferment le précieux gaz, l'air au-dessus de reliefs importants, comme le dôme de Tharsis par exemple, en contiendrait bien moins, la teneur pouvant finir par passer en dessous de la limite de détection du spectromètre PFS de Mars Express.

L'un des arguments en faveur d'une origine biogénique serait de corréler les sources de méthane avec des indices d'habitabilité. Ainsi, il est d'ores et déjà certain que l'air situé à l'aplomb de la région d'Arabia Terra est enrichi en méthane. Or, comme l'a montré la sonde américaine Mars Odyssey, le sol de ce secteur renferme d'importantes concentrations de glace. Plus intéressant encore, le PFS a observé de son côté une forte concentration en vapeur d'eau au niveau d'Arabia Terra, ce qui semble indiquer que la glace du sol est réchauffée par une source de chaleur et s'évapore sous forme de vapeur dans l'air martien. Se pourrait-il que cette glace fondue permette le développement de bactéries méthanogènes ? Dans ce domaine, l'équipe du PFS attendait beaucoup du radar MARSIS. Embarqué lui aussi sur Mars Express, cet instrument est capable de sonder la surface martienne sur plusieurs kilomètres de profondeur, et de détecter des poches de glace ou d'eau liquide. Malheureusement, son déploiement a été retardé pour des raisons de sécurité (la fiabilité du mécanisme de déploiement ayant effectivement été mise en cause), et le radar ne dépliera ses antennes qu'au mois d'octobre. Il est donc peu probable que l'équipe du PFS accepte de retarder la publication de ses résultats jusqu'à l'arrivée des données du radar MARSIS.

Une autre façon de confirmer la biogénicité du méthane est de rechercher d'autres biomarqueurs, qui ne manqueraient pas d'être relâchés dans l'atmosphère par des bactéries méthanogènes. Les biomarqueurs les plus prometteurs sont l'ammoniac et le formaldéhyde. Dans l'atmosphère martienne, ces gaz ont une durée de vie très brève (quelques heures à quelques dizaines d'heures), et leur présence serait très difficile à expliquer autrement que comme le résultat d'une activité biologique. Le PFS étant un instrument puissant, il ne fait aucun doute que les scientifiques responsables de son fonctionnement se sont lancés dans la recherche de cet autre biomarqueur qu'est l'ammoniac. Avec, tout semble l'indiquer, un certain succès ...

Le 15 juillet 2004, quelques jours seulement avant l'ouverture du COSPAR, le site Internet de la BBC avait effectivement annoncé la détection d'ammoniac dans l'atmosphère martienne par la sonde Mars Express. Cette annonce avait cependant été vigoureusement démentie dans la foulée par l'agence spatiale européenne. Lors du COSPAR, le responsable du PFS, Vittorio Formisano, m'a clairement indiqué que la BBC s'était trompée, et qu'il n'avait jamais mentionné la détection d'ammoniac par le PFS. Et de fait, contrairement à ce qu'annonçait l'article de la BBC, l'ammoniac n'a jamais été évoqué au COSPAR.

Cependant, lors d'une conférence consacrée aux derniers résultats de l'exploration martienne, et qui réunissait des personnalités de premiers rangs comme Steve Squyres (scientifique en chef des rovers américains) ou Colin Pillinger (le père de la sonde Beagle 2), Agustin Chicarro (impliqué dans la mission Mars Express) a indiqué que d'autres substances gazeuses avaient également été détectées aux côtés du méthane. Pressé de questions par un public enthousiaste, Agustin Chicarro a refusé de s'étendre sur la question du méthane et a simplement indiqué que les résultats du PFS seront très prochainement publiés dans une grande revue scientifique (Science ou Nature).

Alors, Mars Express a-t-elle vraiment détectée de l'ammoniac dans l'atmosphère martienne ? Le docteur Michael Mumma, qui dirige l'une des deux équipes ayant détecté le méthane martien depuis le sol terrestre, estime que le PFS n'a pas la puissance suffisante pour distinguer la raie d'absorption de l'ammoniac (qui serait superposée à l'une des raies du dioxyde de carbone). Mais le PFS n'aurait-t-il pas des talents cachés, qui mettraient l'ammoniac à sa portée ? Les paris sont ouverts ...

Comme le reconnaît le docteur Vittorio Formisano dans une interview qu'il a donné à la journaliste scientifique Linda Moulton Howe, s'il espérait depuis longtemps être capable de discerner du méthane dans l'atmosphère martienne grâce au PFS, jamais il n'avait songé à la portée de cette découverte. Si la cartographie du méthane actuellement en cours de réalisation nous permet de déceler à la surface de Mars des régions qui sont encore volcaniquement actives, alors Mars Express rentrera en grande pompe dans le panthéon des missions martiennes qui ont changé le cours de l'histoire. Et si cette carte, ainsi que la détection d'autres indicateurs gazeux comme l'ammoniac ou le formaldéhyde, permet de confirmer la présence de formes de vie sur Mars, alors la première sonde martienne jamais lancée par l'Europe aura relégué à la seconde place, dans un stupéfiant retournement de situation, toutes les sondes américaines jamais envoyées vers la planète rouge ...

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