La quête des Viking

Jusqu'à ce jour, la mission Viking fut la seule jamais envoyée par l'homme pour rechercher des organismes vivants sur une autre planète que la Terre. Il aura fallu dix-sept années de labeur aux scientifiques, ingénieurs et managers pour parvenir à concrétiser ce projet titanesque en une réalité, qui, sur certains aspects, dépassera nos rêves les plus fous.

Suite au survol réussi de la planète rouge par la sonde Mariner 4 en juillet 1965, la NASA estima nécessaire de pousser plus loin les investigations, en larguant un module au sol pour conduire des analyses de l'atmosphère, de la surface, et pourquoi pas, rechercher des traces de vie. Une mission, baptisée Mariner B, constituée d'une sonde similaire à Mariner 4 et équipée d'une capsule d'atterrissage, fut rapidement mise sur pied, mais finit par être annulée, principalement pour des raisons budgétaire, mais aussi à cause de la découverte de la très faible valeur de la pression atmosphérique martienne par Mariner 4, qui représentait un challenge de taille pour l'atterrissage (à l'époque, les ingénieurs pensaient que l'atmosphère martienne était bien plus épaisse, et ce fut un choc de constater à quel point elle était en réalité fine).

Une mission plus ambitieuse encore, Voyager, formée d'un orbiteur et d'un atterrisseur, connut le sort peu enviable de Mariner B. Cette mission consistait à embarquer une charge utile particulièrement importante et massive sur un atterrisseur, et parmi la liste des instruments scientifiques initialement prévus, seuls trois trouveront finalement de la place à part des atterrisseurs Viking. L'immense quantité de travail fourni sur Mariner B et Voyager, ainsi que la somme de réflexion engrangée quant aux techniques nécessaires pour rechercher de la vie à la surface de Mars constitua cependant le socle à partir duquel la mission Viking fut élaborée.

Viking, qui fait par ailleurs l'objet d'un dossier détaillé, comportait deux sondes, chacune composée d'un orbiteur, destiné à se placer en orbite autour de la planète rouge, et d'un atterrisseur, dont le rôle était de se poser sur Mars pour y mener diverses expériences. Les orbiteurs avaient pour objectif de transporter les modules d'atterrissage jusqu'à Mars, de documenter les sites d'atterrissage potentiels, de relayer les données sur Terre et d'étudier la surface et l'atmosphère de la planète Mars grâce à une batterie d'instruments de télédétection. Fixées chacune sur un orbiteur, les capsules d'atterrissage n'étaient larguées depuis l'orbite vers la surface qu'après l'identification et la certification d'un site d'atterrissage adéquat. Contrairement à une entrée directe, beaucoup trop risquée à l'époque à cause des connaissances très parcellaires sur Mars, un largage depuis l'orbite offrait plusieurs avantages : meilleur précision lors de l'atterrissage, la zone où l'engin avait toutes les chances de se poser étant plus restreinte, vitesse d'entrée réduite, et meilleur contrôle de l'angle d'entrée, qui joue un grand rôle dans le succès de la manœuvre qui consiste à poser en douceur un module sur Mars. Le projet était réparti entre plusieurs centres de la NASA. Le Jet Propulsion Laboratory (JPL) avait la responsabilité des orbiteurs, tandis que le centre de Langley était chargé de développer les atterrisseurs, en collaboration étroite avec la société Martin Marietta. Le centre de Lewis avait quant à lui la responsabilité du lanceur lourd Titan. Initialement prévue pour 1973, la mission fut repoussée de deux années pour cause d'austérité budgétaire, et les sondes ne décollèrent qu'en 1975 en direction de leur objectif.

Les deux atterrisseurs Viking I et II se sont posés respectivement sur Chryse Planitia le 20 juillet 1976 et sur Utopia Planitia le 3 septembre 1976. Trois expériences biologiques regroupées dans un laboratoire de 15,5 kg constituaient le cœur de la mission, mais les stations Viking firent également bien d'autres investigations, comme des analyses inorganiques des sols, des mesures de l'activité sismique, des relevés météorologiques, et une étude des propriétés magnétiques et physiques du sol et de la poussière. La durée de vie des atterrisseurs fut exceptionnelle, signe de l'attention incroyable dont ils firent l'objet, puisque celui de Viking II termina sa mission le 12 avril 1980, après deux années martiennes, alors que celui de Viking I ne rendit l'âme que le 11 novembre 1982, après six années terrestres (soit trois années martiennes) de bons et loyaux services. Dans ce dossier, nous allons longuement nous attarder sur les détecteurs biologiques, et les résultats qu'ils obtinrent à la surface de Mars, entre 1976 et 1977.

Des instruments capables de détecter des traces de vie

La sélection de détecteurs biologiques pour la mission Viking fut l'aboutissement d'une longue réflexion commencée dès 1958, l'année de la création de la NASA. L'agence spatiale américaine avait en effet été très vite fascinée par la problématique de la recherche de la vie sur les autres corps du système solaire. Dès que l'exploration robotique de la planète Mars devint une réalité concrète grâce aux sondes Mariner, certains scientifiques furent stimulés par la possibilité d'identifier des traces de vie sur place. Il faut dire qu'avant l'époque de la conquête spatiale, l'imaginaire faisait la part belle aux martiens, que ce soit avec les fameux canaux de Percival Lowell, creusés par une civilisation à l'agonie prise au piège d'une planète en cours de désertification, ou les nombreux témoignages de soucoupes volantes apparemment pilotées par des petits hommes verts. D'un point de vue scientifique, l'objectif des chercheurs était surtout de mettre à l'épreuve les théories pouvant expliquer l'apparition de la vie sur Terre. Il existe en effet des liens très forts entre l'origine de la vie et la recherche de la vie, passée ou présente, sur la planète rouge.

Les expériences biologiques des Viking, qui visaient à détecter des formes de vie sur Mars, ne représentaient que 10 % du milliard de dollars investi sur la mission, mais c'était la justification la plus importante du projet pour le public. Certains pensaient que les orbiteurs allaient peut être permettre de déceler des sources de chaleur anormales dans l'infrarouge, liées à une activité volcanique ou hydrothermale, et pourquoi pas des traces d'une éventuelle civilisation. L'orbiteur de Viking II a même failli exaucer ce rêve en découvrant le fameux visage de Mars. Mais tous les espoirs portaient surtout sur les atterrisseurs, et la science de surface.

Au sein de la communauté scientifique, pratiquement personne ne se faisait d'illusion sur la possibilité de découvrir des formes de vie évoluées voire même intelligentes. Quelques scientifiques, comme Carl Sagan, avaient toutefois l'espoir de mettre la main sur une faune ou une flore multicellulaire, et des organismes plus gros que des bactéries, comme des mousses ou des plantes. Sagan avait d'ailleurs fortement insisté pour que les atterrisseurs soient équipés d'une caméra panoramique, histoire de pouvoir observer directement la surface et d'y découvrir, pourquoi pas, un tapis végétal ou des animaux en train de se déplacer. Le célèbre astronome, surtout connu pour son immense talent de vulgarisateur, avait d'ailleurs souhaité que les caméras puissent disposer d'un projecteur nocturne. Au cours de la phase de développement des sondes Viking, et avec la fin du programme Apollo, les restrictions budgétaires étaient particulièrement fortes, aussi le cout de 150 000 dollars de cette lampe fini par apparaitre comme inapproprié par des managers, à moins que son rôle n'ait été considéré comme trop tiré par les cheveux. Quand il apprit que sa lampe torche allait être annulée, Sagan se rua dans le bureau du responsable et lâcha la bride à sa colère. "C'est inacceptable, un véritable coup de poignard à la mission ! Vous devriez avoir honte !" dit-il, avant de rajouter :" sans elle, comment allons-nous expliquer les empreintes et les traces visibles au petit matin autour des stations, et laissées la nuit par des animaux qui vivent là-bas ?".

La très grande majorité des scientifiques s'entendait sur un point : la vie qu'on allait rechercher sur Mars serait avant tout microbienne, c'est à dire relativement primitive et invisible à l'œil nu. Malgré des apparences trompeuses, dues à une position unique conférée par l'intelligence, l'homme a tendance à se croire le maître de la planète. Rien n'est plus faux, et la planète bleue appartient aux microbes. Lorsque l'on retrace l'histoire de la Vie sur Terre, on se rend compte qu'elles ont régné sans partage pendant plus de trois milliards d'années, depuis le début de l'apparition de la vie (actuellement datée à 3,8 milliards d'années) jusqu'à l'apparition des premiers organismes multicellulaires. De plus, les bactéries sont les êtres vivants les plus répandus sur notre planète, la biomasse bactérienne dépassant de loin celles de tous les végétaux ou animaux confondus. Sans eux, les cycles géobiochimiques de nombreux éléments, comme le carbone, l'azote, le soufre, le fer, ne fonctionneraient pas, et ces derniers ne seraient pas disponibles pour la biosphère. Enfin, ils montrent des capacités d'adaptation phénoménales, et sont capables de survivre dans des environnements très hostiles : chaleur ou froid extrême, haute pression, absence d'eau, milieu acide, alcalin ou salé, baigné de radiations, ils peuvent survivre à tout. Ainsi, dans l'activité qui consiste à tenter de détecter des traces de vie au-delà de la Terre, il est logique de commencer par rechercher des microorganismes.

Mais quels moyens mettre en œuvre pour y parvenir ? Comment mettre au point des machines et des techniques capables de déceler, de la manière la plus efficace et fiable possible, les innombrables manifestations du vivant ? La tâche était immense et particulièrement ardue, car le phénomène de la vie est d'une grande complexité, et ses frontières sont floues et indéfinissables. Le concept même de vie est difficile à définir. Heureusement pour les exobiologistes, malgré une diversité qui dépasse l'entendement, les êtres vivants sur Terre partagent certaines propriétés comme une composition chimique bien particulière basée sur le carbone, l'utilisation de macromolécules comme les protéines pour catalyser des réactions chimiques, le stockage d'information génétique au sein des acides nucléiques (ADN, ARN), l'utilisation d'une molécule de transport d'énergie universelle (l'ATP), et enfin, bien sûr, la capacité de se reproduire et de modifier de diverses manières le milieu extérieur via une activité métabolique. C'est ce dernier point qui va servir de base à la mise au point des détecteurs de vie martienne.

Dès 1959, alors que la discipline vient juste de naitre, un département d'exobiologie voit le jour à la NASA et en 1960, les chercheurs commencent à réfléchir concrètement à la mise au point de détecteurs biologiques. Wolf Vishniac, un biologiste, fut le premier à recevoir un financement de la NASA pour développer un instrument capable de détecter des traces de vie. Il ne tardera pas à essuyer les plâtres et à découvrir la complexité de l'entreprise. Le détecteur qu'il inventera, basé sur le principe de la turbidimétrie (mesure de l'opacité d'un milieu), sera affectueusement surnommé "Wolf Trap", ce qui signifie le piège de Wolf mais aussi le piège à loups ! Il sera plus tard renommé Light Scattering Experiment. C'est par lui que nous allons débuter notre passage en revue des techniques imaginées par les exobiologistes de l'époque.

Wolf Trap

Pour continuer dans les jeux de mots, on peut dire que le principe du Wolf Trap est limpide (mais son implémentation le fut beaucoup moins !). Un échantillon de sol est injecté dans un tube contenant un milieu de culture stérile. Si des bactéries sont présentes au sein de l'échantillon, et si le milieu de culture leur convient, elles vont commencer par se multiplier. Une cellule se divisera en deux cellules identiques, qui vont se diviser à leur tour. La progression du nombre de cellules est exponentielle. Au bout d'un certain temps, la quantité de cellules baignant dans le liquide sera telle que celui-ci va se troubler, au point de devenir opaque. Un simple faisceau lumineux traversant le tube, et atteignant une cellule de mesure photo-électrique, permet alors de suivre simplement l'opacification du milieu au cours du temps. Cette technique, utilisée par tous les microbiologistes sur Terre pour suivre l'évolution d'une population bactérienne, est appelée turbidimétrie.

Outre le dispositif optique, la chambre de culture du Wolf Trap était également équipée d'une sonde pour mesurer le pH, c'est à dire l'acidité ou l'alcalinité du milieu nutritif. Le développement d'éventuels micro-organismes n'aurait pas manqué de faire évoluer le pH (initialement neutre), par exemple vers une acidification, suite au rejet par les cellules de déchets sous forme d'acides organiques, et constituait une mesure indépendante de la turbidité, permettant de confirmer et de suivre le développement cellulaire dans le bouillon nutritif.

Pour que l'expérience soit tout à fait valable, il était impératif de réaliser un témoin négatif. Une partie de l'échantillon de sol précédemment testé va donc être stérilisé par chauffage (par exemple quelques heures à 160°C) avant d'être placé dans le tube de mesure. En admettant qu'une réaction positive ait été enregistrée lors d'un test précédent, la stérilisation va permettre de confirmer que cette dernière était bien due à une activité biologique. Inactivé par la procédure de stérilisation, l'agent biologique ne peut plus se développer, et aucun trouble ne viendra perturber le milieu de culture, qui restera clair comme de l'eau de roche. Au contraire, si la réaction d'opacification initiale était liée à un processus purement physico-chimique, elle ne sera pas gênée par la stérilisation, et le test sera à nouveau positif. Le témoin permet également de quantifier le trouble du milieu de culture liée à la présence inévitable des particules minérales du sol. En comparant l'évolution de l'opacité pour le témoin négatif (stérilisé) et l'expérience proprement dite, Vishniac pensait pouvoir détecter de façon fiable et non ambigüe la présence éventuelle de microorganismes dans les échantillons de sols martiens.

Le biologiste était particulièrement fier de son expérience, et elle constituait pour lui un test absolument indispensable pour détecter de la vie sur Mars. Sélectionné pour faire partie de la liste très courte des instruments sélectionnés pour le laboratoire biologique miniature des sondes Viking, le Wolf Trap aura cependant un destin peu enviable, et suite à d'importants problèmes financiers et techniques touchant la mission, il sera finalement annulé, au grand désespoir de son concepteur.

Microscope vidicon

Bien que l'exobiologie ait été à l'époque des Viking une science controversée, qui faisait courir un risque tout à fait sérieux aux scientifiques qui décidaient de s'y lancer, Vishniac n'était pas seul sur les rangs, et plusieurs instruments intéressants et ingénieux furent proposés, que ce soit pour la mission Voyager, et ensuite pour Viking.

Sur les stations Viking, la caméra avait très rapidement été jugée indispensable pour la recherche de traces de vie et l'exploration des sites d'atterrissage. Le microbiologiste et prix Nobel Joshua Lederberg eu l'idée d'étendre le concept avec une caméra microscopique. Cependant, l'extrême complexité technique de cette méthode apparemment simple, qui consiste à regarder à fort grossissement les échantillons, eut raison de l'instrument. Les scientifiques s'étaient également rendu compte qu'il était particulièrement difficile d'identifier avec certitude des micro-organismes parmi les particules de sol. De plus, le poids des images renvoyées par l'instrument dépassaient les capacités de traitement des ordinateurs de l'époque, ainsi que des moyens de communication entre Mars et la Terre.

Multivator

Conçu par Joshua Lederberg, cet instrument se voulait un laboratoire biochimique multifonctions. Plutôt que de tenter de cultiver des cellules, le multivator ciblait l'activité enzymatique d'éventuels organismes martiens. Une large variété de mesures était effectuée avec différents capteurs optiques ou électriques. L'une des fonctions de l'instrument consistait ainsi à rechercher la présence d'enzymes appelées phosphatases, en apportant comme substrat des molécules phosphatées couplées à des marqueurs fluorescents. Lorsque les phosphates étaient ôtés par l'activité enzymatique, les marqueurs se mettaient à luire, et la lueur émise était alors enregistrée par une cellule photoélectrique. L'un des problèmes posé par le multivator était lié à sa stérilisation, rendue obligatoire pour des besoins de protection planétaire. Les techniques employées pour stériliser les sondes Viking, un aspect très important de la mission qui sera traité dans un dossier à part, désactivaient effectivement les réactifs chimiques nécessaires à l'instrument.

Minivator

Cette variante du multivator possédait un dispositif d'acquisition d'échantillons plus fonctionnel que le précédent. Au moment de leur conception, tous les instruments de détection de vie devaient en effet embarquer un dispositif permettant le prélèvement de sols ou d'atmosphère, et ce dernier s'est rapidement mis à poser d'insolubles problèmes techniques aux scientifiques. Finalement, au moment de l'implémentation des atterrisseurs Viking, les chercheurs avaient reconnu la nécessité de faire travailler tous les instruments sur le même échantillon, pour des raisons évidentes de cohérence, charge à l'atterrisseur de prélever ces derniers. L'opération d'échantillonnage n'était donc plus vraiment inscrite au cahier des charges des détecteurs. Mais à l'époque des premières réflexions et travaux, chaque instrument était évalué non seulement sur ses capacités analytiques, mais aussi sur son mécanisme d'acquisition d'échantillons. Avec sa turbine à gaz qui permettait de centrifuger le sol pour séparer les grains fins des grains grossiers, le minivator marquait des points, et la NASA estimait à terme pouvoir bénéficier d'un seul instrument reprenant les avantages du multivator et du minivator.

Gulliver

L'instrument Gulliver fut proposé par Gilbert Levin, un microbiologiste et ingénieur particulièrement doué qui s'est spécialisé très tôt dans la détection de très petites quantités de microorganismes dans différents milieux, comme l'eau potable. Pour parvenir à détecter un nombre infime de cellules vivantes, Levin avait mis au point un dispositif original qui mesurait la respiration des bactéries. Passionné par la problématique de recherche de vie dans le système solaire, il va le proposer à la NASA.

Baptisé en référence au roman de Jonathan Swift, les voyages de Gulliver, l'instrument de Levin permettait de détecter à la fois l'activité métabolique, tout comme la croissance, d'organismes hétérotrophes, c'est à dire incapables de fabriquer leur propre matière organique. Le principe reste assez simple. Un échantillon est mis en présence d'un milieu de culture contenant de la matière organique dont les atomes de carbone sont radioactifs. Sautant sur l'occasion, les bactéries ne font qu'une bouchée du banquet gracieusement offert, et, après avoir copieusement diné, rejettent du CO2 comme déchet. La matière organique ingérée étant radioactive, le dioxyde de carbone l'est aussi, et il peut alors facilement être détecté par un compteur Geiger, même s'il est émis en très faible quantité.

Le mécanisme d'échantillonnage de Gulliver était particulièrement novateur, ce qui a valu à l'appareil une forte publicité. Deux petits harpons, reliés à un filin de 7,5 mètres de longueur et recouvert d'une huile siliconée, étaient positionnés à l'extérieur de l'instrument. Tirés à la façon d'un mortier, les projectiles déroulaient derrière eux le filin enduit de substance gluante. Celui-ci, après avoir englué de nombreuses particules de sols, été rembobiné à l'intérieur de l'instrument, avant d'être mis en contact avec le liquide nutritif. Un poison métabolique, capable de détruire les formes de vie, aurait permis d'effectuer l'indispensable test de contrôle (témoin négatif), pour s'assurer qu'un éventuel dégagement de dioxyde de carbone marqué était bien lié à une activité biologique, et non à un mécanisme purement chimique. L'un des inconvénients du mécanisme de prélèvement d'échantillons de Gulliver était lié au fait que le test de contrôle ne pouvait pas être mis en œuvre sur le même échantillon que celui testé de façon classique (sans la substance toxique).

L'appareil Gulliver de Levin était extrêmement sensible, et il pouvait facilement détecter la présence de moins d'une dizaine de bactéries dans un gramme d'échantillon, ce qui représente une belle prouesse. Toutes ses qualités aboutiront à sa sélection pour la mission Viking, et Gulliver donnera alors naissance au Labeled Release, dont nous aurons amplement l'occasion de reparler plus en détail.

La route vers Viking ne va cependant pas être de tout repos pour Gilbert Levin. Malgré son parcours professionnel, l'agence spatiale américaine voit d'un mauvais œil le fait qu'il ne possède pas de doctorat. Pour que sa proposition soit acceptée et validée, la NASA lui propose donc de se mettre en contact avec un docteur en biologie certifié, et lui envoie promptement une liste de plusieurs candidats. Après avoir examiné les CV, Levin sélectionne le docteur Norman Horowitz. Contrairement à Levin, Horowitz possède des références prestigieuses. Il est professeur à Caltech, et directeur du département d'exobiologie au Jet Propulsion Laboratory (JPL) à Pasadena en Californie. Malgré la collaboration avec Horowitz, Levin décide néanmoins de passer un doctorat pour la forme, et commence également à travailler sur un autre appareil, baptisé Dark Release. Assez rapidement, les relations entre Levin et Horowitz vont se gâter.

Dark Release

Inventé par Gilbert Levin, décidément très inventif, le Dark Release était voué à l'étude de l'activité photosynthétique, qui permet à des organismes de fabriquer leur propre matière organique, en prélevant le carbone dans le gaz carbonique de l'atmosphère, et l'énergie en captant les rayons du soleil. Il s'agit donc d'un appareil différent de Gulliver, focalisé sur la respiration cellulaire, c'est à dire la dégradation de molécules organiques pour obtenir carbone et énergie.

Au sein de l'instrument Gulliver, les mesures se déroulaient dans le noir le plus complet. Dark Release proposait l'inverse : un échantillon était déposé dans une chambre de culture, qui était ensuite remplie par une atmosphère de dioxyde de carbone marquée au carbone 14 (14CO2). Une lampe, simulant la lumière solaire, était allumée pendant 15 minutes avant d'être éteinte. Le gaz en excès était alors aspiré en dehors de la chambre. A ce stade, l'obscurité était maintenue pendant une quinzaine de minutes. Si des microorganismes avaient été capables, par photosynthèse, de fabriquer de la matière organique (radioactive) à partir du dioxyde de carbone radioactif, ils allaient maintenant être obligé de consommer cette dernière pour pouvoir survivre dans le noir, en libérant à nouveau du dioxyde de carbone radioactif, qui était mesuré par un compteur Geiger.

Le mécanisme sur lequel s'appuyait Dark Release n'a rien de surprenant. Sur Terre, en journée, dans un étang ou un marais, d'innombrables algues assemblent par photosynthèse et à partir du dioxyde de carbone de l'air, des sucres qui sont stockés comme substances de réserve. La nuit, dans l'eau dormante, ces mêmes algues s'appuient sur ce qu'elles ont fabriqué en journée pour vivre, et dégradent les sucres en libérant du CO2 par respiration cellulaire. Des organismes végétaux plus évolués, comme les arbres de nos forêts, font exactement la même chose. Ils réalisent la photosynthèse le jour, et respirent la nuit.

En allumant et en éteignant la lumière de l'instrument Dark Release à de nombreuses reprises, et en étudiant à chaque fois l'éventuelle absorption ou libération de CO2 radioactif, Gilbert Levin proposait de mettre en évidence ce cycle photosynthèse/respiration. Une libération de CO2 lumière éteinte, suivie d'une absorption lumière allumée, aurait été un marqueur fort d'une activité métabolique, sachant qu'aucun mécanisme purement physico-chimique n'aurait sans doute pu expliquer un tel comportement.

Norman Horowitz, le superviseur de Levin imposé par la NASA, va s'inspirer fortement du Dark Release pour l'instrument Pyrolytic Release qu'il proposera pour la mission Viking. Il va cependant y apporter une modification majeure. Horowitz ne pensait pas que le simple fait d'éteindre la lumière pouvait permettre de libérer efficacement le CO2 radioactif à partir de la métabolisation (respiration) de la matière organique radioactive, elle-même fabriquée à partir de l'atmosphère radioactive initiale de la chambre de culture par photosynthèse. Après la première partie du test (dépose de l'échantillon de sol, remplissage de la chambre par du CO2 radioactif et mise en marche de la lampe), il proposa d'éteindre définitivement la lampe, d'aspirer le CO2 en excès en faisant le vide, de chauffer modérément le sol pour dégazer le dioxyde de carbone éventuellement absorbé par les particules minérales du sol, et ensuite, étape finale assez violente, de porter la température à plusieurs centaines de degrés, pour pyrolyser le sol et les éventuelles bestioles. Sous l'effet de la chaleur, les chaines carbonées des molécules organiques auraient été dégradées thermiquement, en libérant du CO2 qui était alors mesuré par compteur Geiger. On remarque déjà ici une différence subtile entre Levin et Horowitz, quant à leur façon de considérer le phénomène du vivant. Chez Levin, l'instrument permet aux micro-organismes de vivre et de croitre tout au long de l'expérience. Chez Horowitz, ces derniers sont calcinés pour permettre la lecture du résultat. Ce n'est pas anodin, car comme nous allons le découvrir, Norman Horowitz semble avoir des idées arrêtées sur les chances de trouver de la vie sur Mars.

Parmi la liste des 13 expériences de détection de vie proposées pour Viking se trouvait également d'autres instruments intéressants, comme un appareil capable de mesurer le pouvoir rotatoire des échantillons de sol, pour détecter la présence d'éventuelles molécules chirales (dont nous aurons l'occasion de reparler plus bas). Un second instrument ciblait la liaison peptidique ainsi que la bande "J". Au sein des protéines et des peptides, les acides aminés sont unis entre eux par une liaison chimique appelée peptidique, et ce lien très particulier absorbe de façon spécifique certaines longueurs d'onde dans l'ultraviolet, ce qui permet de le détecter. De façon similaire, des molécules organiques volumineuses absorbent fortement certains colorants s'ils sont éclairés par une lumière orangé-rouge, et ce test dit de la bande "J" permet leur mise en évidence.

Enfin, un chercheur du centre Ames de la NASA, Vance Oyama, propose d'analyser tous les gaz que des microorganismes pourraient rejeter si on leur donnait à consommer une matière organique variée. Son expérience rappelle celle de Gilbert Levin, mais elle est cependant moins sensible, car elle ne se base pas sur un marquage radioactif, tout en offrant une vision plus large de l'activité métabolique, puisqu'elle permet de détecter non seulement des émissions de dioxyde de carbone, mais aussi d'azote, d'oxygène, de méthane, etc. Avec Gulliver (qui deviendra Labeled Release) et Pyrolytic Release (adapté de Dark Release), elle sera elle aussi sélectionnée pour la mission Viking, sous le nom de Gas Exchange. Le Wolf Trap, initialement envisagé, sera finalement retiré de la charge utile, comme nous l'avons vu.

Caractérisation de la matière organique

Les expériences que nous venons succinctement de décrire essayaient toutes de faire le tour des comportements les plus significatifs de la matière vivante qui étaient connus par les microbiologistes de l'époque : prolifération cellulaire (Wolf Trap), respiration cellulaire (Gas Exchange et Labeled Release), et fabrication de matières organiques par photosynthèse (Pyrolytic Release).

Une autre approche pouvait être tentée. Nous avons mentionné en introduction la composition bien spécifique des organismes vivants. La vie est basée sur la chimie du carbone et cet élément forme le squelette de toutes les molécules organiques constitutives des êtres vivants. Pour la NASA, la mise au point d'un appareil capable d'analyser la matière organique n'était donc pas une mauvaise idée. Un tel dispositif, sous la forme d'un chromatographe en phase gazeuse à volatilisation thermique couplé à un spectromètre de masse (TV-GC-MS, que nous abrégerons par GC-MS), sera monté sur les atterrisseurs Viking. Rien que le nom en dit long sur la complexité de la technique, et le développement du GC-MS de Viking sera extrêmement compliqué et tortueux. Les efforts qui aboutirent à la réalisation du cet instrument n'ont été rien moins qu'héroïques, et à un moment, la NASA fut même tenter de l'annuler pour le remplacer par une technique moins sophistiquée et plus simple à mettre en œuvre.

Il est important de noter que le GC-MS était là pour épauler les trois expériences du laboratoire biologique des atterrisseurs Viking. L'identification de matière organique dans le sol martien n'est effectivement pas une preuve en soi de la présence de formes de vie. Les molécules organiques peuvent effectivement être synthétisées par des processus purement chimiques. Ces composés se forment ainsi en permanence au sein du Cosmos et se retrouvent en abondance dans les météorites, les astéroïdes et les comètes, et rien qu'à cause de la chute continuelle de micrométéorites à la surface martienne, les exobiologistes étaient certains de pouvoir détecter des traces de molécules organiques avec le GC-MS. Pour eux, la problématique consistait donc plus à pouvoir différencier la matière organique d'origine chimique de la matière organique d'origine biologique.

Contamination terrestre et stérilisation

La recherche d'une vie à la surface d'une planète inconnue pose un problème délicat auquel on ne pense pas forcément, celui d'une possible contamination par des germes terrestres. Rien ne sert effectivement de transporter sur Mars un équipement biologique extrêmement coûteux et sophistiqué si celui-ci ne détecte au final une bactérie terrestre qui a fait le voyage confortablement installée dans le recoin obscur d'un instrument.

En poussant la réflexion plus loin, on arrive à l'idée que des microorganismes terrestres pourraient aussi se révéler belliqueux une fois sur place (peut-être pour se venger d'avoir voyagé dans des conditions particulièrement désagréables !), et finir par détruire les fragiles écosystèmes qui pourraient éventuellement exister sur la planète rouge. Les bactéries sont des organismes particulièrement coriaces, et certaines espèces peuvent survivre aux conditions extrêmes qui caractérisent le milieu spatial (froid, vide et radiations). Une anecdote permet de mettre les idées en place. En novembre 1969, la mission lunaire Apollo 12 avait ramené sur Terre la caméra d'une sonde de reconnaissance baptisée Surveyor 3, envoyée sur place deux ans auparavant comme engin de reconnaissance. En ouvrant l'instrument, les microbiologistes ont découvert qu'un streptocoque s'était offert un voyage Terre - Lune en tant que passager clandestin. Loin d'avoir souffert de son escapade sélène, il a immédiatement commencé à se multiplier une fois mis en culture !

Pour pouvoir maximiser le retour scientifique des Viking et éviter des situations embarrassantes, il apparaît donc impératif de stériliser les sondes avant de les envoyer vers Mars. Au vu des enjeux, pas question ici de se contenter d'un simple badigeonnage avec des produits antiseptiques comme l'alcool ou l'eau oxygénée. A chaque étape de leur montage, les Viking subissaient des opérations coûteuses de stérilisation et de nettoyage, qui pouvaient faire courir des risques importants aux divers composants, électroniques, optiques ou mécaniques. De nombreux prélèvements étaient réalisés pour suivre l'évolution de la contamination des différentes surfaces et sous-parties. Une fois les atterrisseurs assemblés, ils ont été enfermés dans un bouclier biologique en fibre de verre avant d'être enfournés dans un autoclave géant pour y subir une stérilisation drastique : un chauffage à 113°C environ pendant plusieurs dizaines d'heures, sous une atmosphère inerte d'azote. Tous les instruments, les milieux de culture du laboratoire biologique ainsi que les délicats systèmes électroniques devaient ressortir intacts. Dans le cas des Viking, on a estimé le surcoût de ces mesures de stérilisation à 10 % du prix total de la mission (un dossier complet sera prochainement consacré à ce sujet passionnant qu'est la protection planétaire, le lecteur curieux pourra alors s'y reporter avec intérêt).

Tests des instruments

Une étape très importante de la fabrication de détecteurs de vie consiste à les étalonner et à les tester. A cause d'un planning et d'un budget très serré, le laboratoire biologique des Viking ne pourra cependant pas être testé comme il aurait été nécessaire de le faire. De plus, réaliser des tests avec les modèles de vol impliquaient ensuite de démonter les instruments pour pouvoir les nettoyer et les remettre en état, ce qui était impensable. Un certain nombre d'expériences ont néanmoins pu être conduites, avec des résultats parfois ... surprenants.

Les prototypes des instruments mis au point pour la mission Viking seront d'abord testés avec des sols dont la teneur en micro-organismes était connue à l'avance. Des échantillons de roches et de sols lunaires stériles seront également analysés. Tous les résultats engrangés sont prudemment consignés pour servir de base à l'interprétation des résultats qui seront obtenus avec les sols de la planète Mars.

Sur Terre, les chercheurs se mettent à la recherche d'environnements qui s'approchent le plus possible des sites d'atterrissage et des sols exotiques qui vont être soumis sur la planète rouge au regard inquisiteur des appareils. Des échantillons sont ainsi prélevés dans le désert de la Mort (Death Valley) aux Etats-Unis, une région très aride qui ressemble par bien des points aux déserts martiens : l'humidité y est très faible et les contrastes de température très importants entre le jour et la nuit. Là-bas, le sol est un milieu ingrat ou rien ne pousse, et la teneur en matière organique ainsi que la concentration en bactéries y est très faible. Death Valley offre aussi un avantage plus pratique : il est situé à quelques heures de route seulement des centres de la NASA impliqués dans le développement des sondes Viking.

Des tests plus coûteux sont également menés en Antarctique, qui sera le terrain de jeu de prédilection de Vishniac et d'Horowitz. Là encore le climat froid et sec ressemble à celui de la planète Mars : l'humidité est très faible et les températures sont glaciales. Au sein de ce milieu extrêmement hostile, des micro-organismes terrestres peuvent-ils survivre ?

Norman Horowitz, le concepteur de l'instrument Pyrolytic Release, a forgé une partie de sa réputation sur cinq années d'études des sols de l'Antarctique, qu'il a fini par considérer comme totalement stérile. Le chercheur à l'intime conviction que dans les sols gelés de ce continent, aucune vie ne peut se développer, et que l'Antarctique représente sur Terre l'endroit où le vivant a trouvé son maître. Malgré leur immense capacité d'adaptation, les microbes ont dû sonner la retraite. Pour Horowitz, il est donc tout à fait normal que le Pyrolytic Release fournisse des résultats négatifs avec des sols de l'Antarctique.

Là où les choses se corsent, c'est que même avec des sols prélevés dans des régions bien plus clémentes de notre planète, l'instrument Pyrolytic Release continuait d'afficher avec impertinence des données négatives. L'un des aspects troublants de cet appareil tient au fait que pour le faire réagir, Horowitz était obligé de le remplir de cultures d'algues unicellulaires, préalablement cultivées et filtrées. C'était la seule manière d'obtenir à coup sûr un résultat positif. Lorsqu'on lui faisait remarquer cette contradiction pour le moins étonnante, Horowitz se contentait de répondre que l'instrument Pyrolytic Release avait été conçu pour Mars, et qu'il ne fallait pas s'alarmer de le voir retourner des réponses incorrectes avec des sols terrestres riches en biomasse. Pour lui, les résultats négatifs étaient tout à fait normaux et la fiabilité de son instrument ne pouvait être remise en cause. Il est vrai que sur les trois détecteurs de vie embarqués sur Viking, le Pyrolytic Release était celui qui mimait le plus les conditions de la surface martienne. Cependant, le fait que les tests effectués avec des échantillons de sol terrestres pourtant actifs d'un point de vue biologique se révélaient régulièrement non concluants n'était guère rassurant.

Horowitz n'était pas le seul à se passionner pour l'Antarctique comme frontière de la vie. Fasciné par la perspective de découvrir une vie martienne, Vishniac se rend en Antarctique au cours de l'été 1971 et 1972, en emportant dans ses valises, non seulement son propre instrument, le Wolf Trap, mais aussi le détecteur de son collège Gilbert Levin, Gulliver. Jusqu'à présent, ces derniers avaient déjà fournis d'excellents résultats avec les différents échantillons de sols testés en laboratoire. Une fois sur place, Vishniac fait fonctionner les deux appareils dans des conditions quasi-réelles et recueille des résultats positifs. Les sols de l'Antarctique, d'apparence si austère, grouillent en fait de microorganismes, invisibles mais bien réels. C'est un Vishniac exultant qui retourne aux Etats-Unis. Pour lui, la preuve est faite que le détecteur d'Horowitz ne possède pas une sensibilité suffisante pour la mission martienne. Il pense d'une manière un peu naïve qu'il arrivera facilement à convaincre son collège de la pertinence de sa trouvaille, et que celui-ci améliorera son instrument, tout en acceptant de revoir ses vues du continent Antarctique.

La chute de Vishniac

Hélas, Vishniac n'a pas la moindre idée de ce qui l'attend. Son enthousiasme et son penchant en faveur d'une vie martienne dérangent certains chercheurs que l'on peut qualifier sans peine de conservateurs. Les revues scientifiques refusent à plusieurs reprises de publier ses résultats, et Horowitz continue de soutenir que les sols de l'Antarctique sont stériles. Il explique à Vishniac que ses résultats sont sans doute dus à des sautes de vent, qui ont transporté des micro-organismes depuis des régions plus clémentes du globe précisément à l'endroit où il conduisait ses propres expérimentations.

Les choses ne s'arrêtent pas là. Le développement du laboratoire biologique des sondes Viking se révèle beaucoup plus complexe et difficile que prévu. Incapables de tenir les délais n'y d'arriver à résoudre les innombrables challenges techniques qui entourent la conception des instruments, les responsables de la NASA se réunissent et décident que la seule chose à faire est d'annuler l'un des quatre instruments proposés, tout en sachant pertinemment que même le gain de poids ainsi obtenu ne suffira pas à résoudre les problèmes auxquels ils vont face. L'allégement lié au retrait du Wolf Trap n'aurait effectivement permis que d'ôter quelques tubulures, de gagner un peu de puissance électrique, et de diminuer une fraction de la puissance de calcul. Aucune de ces actions ne résolvait la liste sans fin des dysfonctionnements qui grevait le laboratoire miniature des atterrisseurs.

Un comité est monté en tout hâte pour passer en revue les appareils et effectuer un choix final. Si l'on classe les quatre instruments selon le degré de sécheresse de leur fonctionnement, on s'aperçoit que le Pyrolytic Release d'Horowitz n'ajoute que du gaz au sol martien. Vient ensuite le Gas Exchange d'Oyama, qui se contente d'humidifier très légèrement les échantillons de sol, puis le Labeled Release de Levin, qui n'hésite pas à imbiber le sol avec une quantité réduite de bouillon nutritif. Et enfin le Wolf Trap de Vishniac, dont le principe de mesure, la lecture de l'opacité d'un bouillon de culture, nécessite une quantité non négligeable de milieu nutritif. L'utilisation d'eau liquide, qui joue un rôle important dans l'expérience de Vishniac mais qui ne peut exister sur Mars, va conduire tout droit le Wolf Trap à son annulation.

Assommé, désemparé, Vishniac accuse difficilement le choc. Les responsables de la mission insistent pour qu'il continue à faire partie de l'équipe scientifique des Viking, mais le retrait de son instrument le met dans une position très désagréable. Sans source de financement, il se met à effectuer différentes demandes, qui se voient toutes rejetées. Il apprend d'une source officieuse que ses dossiers sont refusés à cause des liens étroits qu'il entretient avec l'exploration spatiale, la NASA, et cette activité suspecte d'un point de vue scientifique qui consiste à s'intéresser à la vie sur Mars. A l'époque, l'exobiologie était décidément un choix risqué pour les scientifiques, et pouvait tout à fait compromettre une carrière par ailleurs brillante, si celle-ci n'était par ailleurs pas suffisamment étayée.

Même s'il décide de s'éloigner des Viking pour son propre bien, Vishniac continue d'être obsédé par les enjeux de la mission. Un an et demi avant le lancement des sondes, il retourne en Antarctique, bien décidé à prouver qu'il a raison et que les autres se trompent. Le 10 décembre 1973, Vishniac progresse difficilement dans une vallée sèche située dans le secteur des montagnes d'Asgard. Alors qu'il évolue sur une pente raide, le scientifique fait un faux pas et dérape sur la surface verglacée. Précipité dans le vide, il fait une chute mortelle de plusieurs centaines de mètres. Son corps sera finalement récupéré par un hélicoptère de la Navy.

Vishniac, chercheur passionné et engagé, n'assistera jamais au triomphe technologique des missions Viking, pas plus qu'il n'admirera les paysages extraterrestres des plaines de Chryse et d'Utopia. Aujourd'hui, les études menées sur le continent Antarctique montrent qu'il avait raison. Comme en Atacama, l'une des régions les plus arides et hostiles de notre planète, les sols de ce territoire oublié des dieux sont loin d'être stériles. Difficilement, lentement mais surement y vivent des bactéries, des algues (dont des diatomées) et des moisissures. Certains micro-organismes sont même parvenus à se frayer un chemin dans des roches siliceuses translucides qu'ils utilisent comme une habitation naturelle, et au sein desquelles ils se développent. En fait, il n'existe que très peu de sols stériles en Antarctique, à l'exception de ceux saturés en bore. Certains des pièges à microbes que Vishniac avait éparpillés en Antarctique ont été relevés après sa mort, et l'étude des échantillons ainsi collectés a montré la présence de nombreuses formes de vie.

Pour la communauté scientifique, la disparition tragique de Vishniac est un véritable drame. La NASA, qui se sent peut être coupable, décide de rendre hommage à ce grand microbiologiste. Dans les terres australes martiennes, par 76,6° de latitude sud et 83,9° de longitude est, un cratère de 86 kilomètres de diamètre porte aujourd'hui son nom.

A ce stade, il apparaît clairement que l'équipe de biologistes réunie pour la mission Viking était quelque peu dysfonctionnelle, et parmi ses membres, plusieurs ne s'entendaient pas, alors qu'ils auraient dû montrer une volonté de cohésion et de respect mutuel. Ces divergences, qui iront en se renforçant, tenaient d'abord au fait que les personnes impliquées n'avaient pas la même ouverture d'esprit quant aux chances de découvrir une vie martienne.

La situation était d'autant plus tendue que les différents instruments ne donnaient pas les mêmes résultats lors de l'analyse d'échantillons identiques, ce qui augmentait encore les désaccords et l'animosité des membres. Horowitz était de son côté fermement convaincu que la vie était trop fragile pour pouvoir exister sur Mars. Il attendait donc des résultats négatifs de son instrument. Selon lui, la stérilité des sols de l'Antarctique militait pour un assouplissement des règles de protection planétaire, et la stérilisation des engins Viking était au mieux une perte de temps et d'argent, et au pire une mise en danger de la mission. De l'autre, Vishniac et Levin, enhardis par les résultats positifs obtenus sur les échantillons de sol en provenance de l'Antarctique, pensaient que la vie était capable de déployer des trésors d'inventivité pour pouvoir survivre dans les environnements les plus hostiles. Selon eux, Mars pouvait logiquement héberger des êtres vivants et dans leurs rêves les plus fous, ils recevaient une réponse positive des instruments dont ils étaient responsables. Les sondes Viking n'étaient pas encore lancées que chacun avait déjà sa petite idée sur la question. Il semblait donc évident qu'une fois sur Mars, les choses n'allaient pas être simples.

Sur Mars, la recherche débute ...

Lorsque les sondes Viking décollent, elles emportent donc avec elles trois détecteurs de vie, le Pyrolytic Release d'Horowitz, le Gas Exchange d'Oyama et le Labeled release de Levin, auquel il faut ajouter le spectromètre de masse (GC-MS) de Biemann. Vishniac n'est plus de ce monde, et Gilbert Levin l'optimiste se retrouve soudain bien seul face à Horowitz et Oyama. Quant à Biemann, il espère seulement que son instrument parviendra à identifier les composés organiques qui ne peuvent manquer d'être présents dans le sol martien, même si ceux-ci proviennent des chutes de micrométéorites.

Le 20 juillet 1976, la sonde Viking 1 réussit un atterrissage parfait sur Chryse Planitia. En raison des tests et vérifications effectués par les ingénieurs, la recherche d'une vie martienne ne peut débuter que le 28 juillet 1976, soit le 8ème sol si l'on utilise le calendrier martien. Le bras robotique creuse une première tranchée, prélève un échantillon avec sa pelle, se rétracte avant de déverser sa cargaison au-dessus d'un entonnoir muni d'un tamis. Le sol est ensuite broyé à l'intérieur de l'atterrisseur. Le bras va venir alimenter à tour de rôle le spectromètre à fluorescence XRFS (analyse chimique minérale du sol), le spectromètre de masse et les détecteurs biologiques. L'appareil d'Oyama reçoit 1 cm3 de sol martien, l'instrument de Levin 0,5 cm3 et celui d'Horowitz 0,25 cm3.

Fonction des temps d'incubation, les premiers résultats parviennent à la Terre au cours du 10ème sol (30 juillet 1976). Gilbert Levin sera le premier à recevoir des données et il suit pas à pas, avec fascination, le déroulement de l'expérience. Tous les quarts d'heure, son instrument lui indique la quantité de CO2 libéré. Le second à obtenir des données sera Oyama, suivi d'Horowitz, qui a pourtant été servi en premier au niveau échantillon. L'expérience de ce dernier nécessite en effet 5 jours d'incubation.

Pyrolytic Release (assimilation du carbone)

L'expérience Pyrolytic Release avait pour objectif de détecter une assimilation de gaz carbonique par des organismes autotrophes, capable de fabriquer eux-mêmes de la matière organique, principalement par photosynthèse en présence de lumière. Des échantillons de sol sont placés dans une chambre remplie de vapeur d'eau, ainsi que de dioxyde de carbone (CO2) et de monoxyde de carbone (CO) marqués au carbone 14 (l'atome de carbone du CO2 et du CO est donc radioactif), de manière à permettre la détection de la synthèse de n'importe quel composé organique par un compteur Geiger.

La chambre est éclairée par une lampe électrique au xénon de 6 Watts censée simuler le rayonnement solaire reçu par Mars, et qui dispose d'un filtre ultraviolet, capable de couper les rayons UV à partir de 300 nm environ pour éviter la formation de composés organiques par réaction photochimique (les UV étant suffisamment énergétiques pour catalyser la synthèse de molécules organiques à partir du dioxyde ou du monoxyde de carbone). Une petite quantité d'eau pouvait être ajouté selon les cas, de manière à noter son influence sur la production de substances organiques, mais cette option permettant de mouiller le sol ne sera utilisée qu'une fois sur Utopia Planitia par la sonde Viking 2. Elle éloignait effectivement l'expérience des conditions caractérisant la surface martienne. Des trois expériences biologiques embarquées sur Viking, Pyrolytic Release était celle qui se targuait d'avoir l'environnement se rapprochant le plus du milieu martien.

Résultats des tests de l'expérience Pyrolitic Release des atterrisseurs Viking Après cinq jours de bronzage (120 heures), l'atmosphère est évacuée et le sol est chauffé légèrement pour forcer le dégazage du CO2 éventuellement adsorbé par les particules du sol. Ensuite, une combustion a lieu par pyrolyse à 635°C. A cette température, les composés organiques éventuellement formés par des organismes martiens sont vaporisés et fragmenter (un phénomène similaire à celui du craquage thermique dans les raffineries). Les fragments sont pris en charge par un flux d'hélium et dirigés vers une colonne de chromatographie, dont le rôle est de retenir les molécules organiques (ici radioactives), mais de laisser passer le dioxyde et le monoxyde de carbone. Un chauffage ultérieure de la colonne permet ensuite de libérer les fragments organiques, qui vont être simultanément décomposés par un oxyde de cuivre pour donner naissance à du dioxyde de carbone radioactif. Les vapeurs produites sont finalement analysées grâce à un détecteur de radioactivité de type compteur Geiger.

L'expérience peut être répétée avec la lampe éteinte, dans le noir. Si des composés organiques sont détectés seulement en présence de lumière, une activité semblable à la photosynthèse terrestre sera suspectée. Sinon, il faudra conclure à une assimilation du carbone non photosynthétique (il faut noter que le processus de chimiosynthèse n'était pas encore connu à l'époque, il ne sera mis à jour qu'en 1977 avec la découverte des évents hydrothermaux des dorsales océaniques). Un témoin négatif est obtenu après stérilisation du sol à haute température (175°C), et des mesures seront aussi effectuées sur des échantillons ayant séjournés quelques mois dans la cale de l'atterrisseur.

Sur Chryse, au cours du 18ème Sol (7 août 1976), le détecteur de vie Pyrolytic Release transmet ses premiers résultats à la Terre. Le compteur de radioactivité indique 96 coups par minute, un résultat très proche de celui obtenu avec un échantillon de test provenant de l'antarctique (105 coups par minute), alors que le bruit de fond stagne à seulement 15 coups par minute.

Horowitz est stupéfait. Le sol martien assimile le CO2 et/ou le CO et semble donc produire de la matière organique avec un taux identique à celui d'un sol prélevé en Antarctique. Le témoin, quant à lui, reste négatif, preuve que les échantillons stérilisés n'assimilent pas le CO2/CO. La quantité de matière organique produite par l'échantillon dans les conditions de l'expérience reste faible par rapport à des standards terrestres, mais correspond néanmoins à un nombre de cellules bactériennes variant de 100 et 1000.

Le 25ème Sol (26 août 1976), le bras robotique recueille des échantillons à proximité immédiate de la tranchée creusée quelques jours avant. Contrairement aux premiers résultats fournis, l'expérience Pyrolytic Release donne cette fois ci un résultat clairement négatif, et le compteur de radioactivité ne mesure que 28 coups par minute avec l'échantillon actif, contre 21 coups par minute avec l'échantillon stérilisé. Que s'est-il passé ? Erreur lors de la première expérience ? Chauffage accidentel lors du deuxième essai ? Le premier prélèvement contenait-il des organismes, contrairement au deuxième ?

En multipliant les tests, les biologistes s'aperçoivent qu'un chauffage de la chambre de culture à 90°C pendant 2 heures ne provoque pas de changement sur la réaction précédemment observée, et que l'émission radioactive a également lieu, bien que très affaiblie, même après un chauffage à 175° pendant 3 heures (la quantité de CO2 libéré après la pyrolyse était alors dix fois plus faible). L'assimilation est la plus forte en présence de lumière, mais une activité réduite a également lieu dans l'obscurité. La lumière ne semble donc pas jouer un rôle vraiment significatif dans la réaction. Enfin, il avait semblé dans un premier temps que la présence d'eau inhibait l'assimilation du carbone par le sol, mais cette hypothèse a par la suite été infirmée.

En tout et pour tout, neuf essais seront réalisés avec l'instrument Pyrolytic Release, dont sept donneront des réactions pouvant être qualifiées comme positives (c'est à dire supérieures au bruit de fond de l'instrument). Les deux réactions négatives seront obtenues avec des échantillons prélevés sur Utopia Planitia. Les données recueillies ne seront cependant pas statistiquement parlantes, et la thèse officielle est de considérer que l'instrument Pyrolytic Release n'a pas détecté de traces de vie.

Les explications permettant d'expliciter les résultats de l'instrument sont malheureusement nombreuses. Les partisans de l'existence d'une vie martienne voient un résultat positif (assimilation de CO2) dans le premier test, avec une activité biologique fortement réduite par chauffage. Mais les réactions observées sont plus certainement dues au filtre UV, qui n'a malheureusement pas été assez efficace. Des tests en laboratoire ont en effet montré qu'il laissait passer suffisamment de rayons ultraviolets pour que ceux-ci puisse aboutir à la synthèse de polymères organiques à partir de roches et de sols stériles. Des observateurs ont aussi émis l'hypothèse que les filtres du détecteur de radioactivité aient pu être défectueux (alors que ceux-ci avaient pourtant été soigneusement vérifiés).

Gas Exchange

L'expérience Gas Exchange, proposée par Vince Oyama, devait servir à détecter l'activité métabolique d'organismes hétérotrophes, par le biais de différents gaz que ces derniers n'auraient pas manqué de recracher suite à l'ingestion de matière organique nutritive. Des échantillons de sol martiens sont placés dans une enceinte contenant une solution nutritive très riche et complexe, que les scientifiques n'ont pas tardé à surnommer bouillon de poulet. Le liquide nutritif contenait en effet des sucres, un jeu de 19 acides aminés, ainsi que de nombreux facteurs de croissance, dont des vitamines et des sels inorganiques. L'expérience s'articulait sur trois modes :

  • Le mode humide ou le sol n'est pas mis en contact direct avec le liquide nutritif, mais seulement humidifié, histoire de provoquer la germination d'éventuelles spores, formes de résistance de certains microorganismes sur Terre, ou de réveiller des cellules dormantes. L'incubation durait alors 1 semaine.

  • Le mode mouillé, ou le sol est directement imbibé par une petite quantité de bouillon nutritif. L'incubation peut alors durer jusqu'à 200 jours.

  • Le mode de contrôle (expérience témoin) ou le sol est analysé sans apport de nutriments liquide ou de vapeur nutritive, à sec.

En plus du mode de contrôle, certains échantillons de sol peuvent être stérilisés par chauffage (145°C pendant 3,5 heures) afin d'éliminer toute trace de vie et constituer ainsi un second témoin. A intervalle régulier, le gaz au-dessus de l'échantillon est prélevé puis analysé par le GC-MS. Des analyses doivent également être conduites avec des échantillons ayant séjourné quelques mois à l'intérieur de l'atterrisseur.

Dans la littérature, il n'est pas rare de trouver des différences, selon les sources, au niveau des résultats de l'expérience Gas Exchange que nous allons maintenant présenter. Cette confusion est en partie due au fait que l'appareil fonctionnait avec les différents modes décrits ci-dessus, qui pouvaient de plus être mis en œuvre les uns après les autres. De plus, il est nécessaire de distinguer les réactions ayant lieu juste après l'injection du milieu nutritif, sous forme de vapeur ou de liquide, des phénomènes évolutifs ayant lieu plus tard, au fil des jours et des semaines.

Sur Chryse Planitia, site d'atterrissage de Viking 1, l'instrument Gas Exchange reçoit un premier échantillon de sol et d'atmosphère le 28 juillet, sous la forme d'un bon cm3 de sol. Le lendemain, au cours du sol 9, l'incubation débute avec l'ajout de 0,56 cm3 de liquide nutritif sous forme vapeur (mode humide), dans le noir, sous une température relativement clémente (pour Mars !) oscillant entre 8°C et 10°C. Un mélange de dioxyde de carbone et de krypton, un gaz qui servira de standard de référence et qui permettra de mesurer précisément la concentration des autres gaz, est également injecté dans la cellule de mesure, en plus de l'atmosphère déjà présente. Dans la cellule de mesure, la pression est désormais bien supérieure à celle de l'atmosphère martienne (environ 200 mbars). Environ 2 heures plus tard, le contenu gazeux de la chambre de culture est analysé pour la première fois. Les résultats sont étonnants, et surprennent l'équipe en charge de l'instrument.

Résultats des tests de l'expérience Gas Exchange des atterrisseurs VikingLe premier test avec le mode humide, ou le sol est donc simplement humidifié avec de la vapeur d'eau additionnée de nutriments, provoqua un fort dégagement d'oxygène (1 à 10 partie par million), un rejet quinze fois plus important qu'initialement prévu (une très petite quantité d'oxygène était attendue en tant que contaminant des gaz utilisés pour remplir la chambre), et jamais observé avec n'importe lesquels des échantillons terrestres et lunaires. Une légère libération de dioxyde de carbone, probablement forcé à quitter le sol où il était adsorbé suite à l'ajout de la vapeur nutritive, est également notée, tout comme une faible désorption d'azote. Une journée plus tard, les analyses montrent que l'oxygène continue à se dégager, alors que la concentration des autres gaz s'est stabilisée. Au fil du temps, le dégagement d'oxygène, qui provient bel et bien du sol, se mettra finalement à diminuer. Une addition supplémentaire de vapeur humide ne provoque pas de réaction supplémentaire.

Au cours du sol 16, un second test est réalisé sur le même échantillon, cette fois ci en mode mouillé, avec une injection de liquide nutritif dans la chambre de mesure, et une incubation de 13 jours. Là encore, comme les premiers résultats obtenus avec le mode humide, l'instrument détectera une libération forte et rapide d'oxygène, suivi d'une diminution au cours du temps. Contrairement au mode humide, une quantité non négligeable de dioxyde de carbone, environ 30 %, disparaîtra immédiatement après le contact, probablement par dissolution dans le liquide. Cette absorption de CO2 sera également notée avec des échantillons stérilisés. Ensuite, les détecteurs montrent un relargage du CO2 qui ira en progressant, jusqu'à parvenir au niveau initial, qui sera finalement dépassé.

Un second échantillon de sol, obtenu à partir de la tranchée Sandy Flats sur Chryse Planitia, fut stérilisé par chauffage à 145°C pendant 3,5 heures, avant d'être analysé en mode humide. L'instrument mesurera quand même une libération d'oxygène, même si cette dernière sera inférieure de 48 % à celle observée avec le premier test. L'échantillon stocké plusieurs mois dans la "cale" de l'atterrisseur aboutit à un résultat similaire. Sur Utopia, les mêmes réactions sont obtenues, quoique plus faibles. Le passage en revue des résultats semble indiquer que tout ce qui est intéressant se déroule au cours du mode humide, lorsque le sol est juste humecté, le mode mouillé n'apportant rien de bien nouveau.

Sur les deux sites d'atterrissage, l'instrument Gas exchange réalisera cinq expérimentations, avec plusieurs cycles pour chacune d'entre elles. Assez rapidement, l'hypothèse biologique est remise en question : le dégagement gazeux est très rapide, et est déjà visible deux heures seulement après la première injection de la vapeur d'eau. Pour Oyama, le fait de placer le sol martien, un matériau desséché depuis une période de temps considérable, en contact avec de l'eau, substance qu'il n'a pas l'habitude de rencontrer, provoque une réaction chimique violente. De plus, le témoin stérilisé donne également naissance à une émission d'oxygène, même si celle-ci est deux fois plus faible que celui de l'échantillon non stérilisé, ce qui ne milite pas en faveur d'une activité biologique.

Les résultats de l'expérience Gas Exchange laissent les exobiologistes perplexes. Les scientifiques parvinrent bientôt à un consensus, selon lequel les données de l'instrument ne pouvaient s'expliquer que si l'on considérait la présence, dans le sol martien, de molécules oxydantes très réactives, pouvant entraîner la dissociation des composés organiques du bouillon nutritif et libérer de l'oxygène. Sous l'effet de l'intense rayonnement ultraviolet bombardant la surface martienne, un produit chimique doué d'un pouvoir oxydant certain, et capable de réagir violemment avec l'eau s'était peut être formé dans le sol martien, expliquant ainsi l'important dégagement d'oxygène, comme des superoxydes ou des peroxydes métalliques. L'eau oxygénée (peroxyde d'hydrogène de formule H2O2) ne pouvait être pas invoquée directement, car cette molécule fragile ne supporte en effet ni le chauffage ni le stockage prolongé. Les superoxydes ou les peroxydes métalliques peuvent par contre résister sans mal à des températures allant jusqu'à 425°C, avant de se décomposer.

Les chimistes tentèrent tant bien que mal d'expliquer les autres comportements observés au cours des différents tests menés sur Chryse Planitia et Utopia Planitia par l'instrument Gas Exchange. Pour eux, la diminution de la quantité d'oxygène dans la chambre de culture au cours du temps pouvait être due à la fixation de ce gaz sous l'action de l'acide ascorbique du liquide nutritif. L'oxydation du liquide par des oxydes de fer comme la maghémite (g Fe2O3) pouvait éventuellement expliquer le dégagement de CO2. Quant à la fixation du CO2, elle était peut-être due à l'action des superoxydes : ceux-ci donneraient naissance en présence d'eau à des hydroxydes basiques qui fixeraient le CO2.

Sur Terre, les scientifiques attachés à l'instrument avaient noté que l'expérience Gas Exchange donnait des résultats qui dépendaient grandement de la complexité des sols analysés. Ainsi, sur des échantillons de sols lunaires stériles, l'instrument indiqua une absorption d'oxygène et de dioxyde de carbone, mais aussi une émission d'hydrogène. L'interprétation des résultats obtenus avec le sol martien allait donc être particulièrement ardue.

Labeled Release

Adaptée de l'instrument Gulliver mis au point par Gilbert Levin, l'expérience Labeled Release ressemble un peu à la précédente, à la différence près que les échantillons de sol martien sont ici humidifiés par un bouillon nutritif ou les atomes de carbone de chaque composé organique sont radioactifs. Le liquide nutritif, plus simple que la soupe de poulet du Gas Exchange, comportait seulement cinq acides aminés et hydrates de carbone : de la glycine, du L&D alanine et du L&D lactate (mélange racémique donc, voir ci-dessous), du formate (sel de l'acide formique) et enfin du glycolate (sel de l'acide hydroxyacétique). Les composés carbonés choisis, très simples, étaient proches de ceux dont on pense qu'ils ont pu exister sur la Terre primitive. Ils sont effectivement souvent retrouvés dans les réacteurs mis au point par les chimistes pour étudier les réactions de chimie prébiotique.

La consommation des molécules organiques par des organismes hétérotrophes aboutissait à un dégagement de CO2 marqué, qui était suivi par un détecteur de radioactivité de type compteur Geiger. Contrairement à Gas Exchange, l'instrument à l'avantage d'être beaucoup plus sensible : il était capable de mesurer des quantités infimes de gaz, qui correspondaient à l'activité métabolique d'une biomasse excessivement réduite. Comme l'on montré des tests avec des échantillons provenant du désert du Mojave ou d'Atacama, une réponse positive était obtenue avec seulement 5 à 10 cellules bactériennes par gramme de sol. Par rapport à Gas Exchange, le Labeled Release de Levin ne permettait cependant pas d'identifier la nature des différents gaz émis, et il s'appuyait uniquement sur un dégagement de CO2. Dans la chambre de culture, l'incubation pouvait durer entre 1 et 2 semaines. L'indispensable témoin négatif est obtenu après stérilisation du sol à haute température (3 heures à 160°C). Comme pour Gas Exchange, il est important de retenir que les conditions d'incubation choisies, comme la température, l'humidité, la durée, la nature des nutriments organiques apportés, pouvaient très bien ne pas convenir à des microorganismes martiens, adaptés à un environnement différent de ceux de la Terre.

Sur Chryse Planitia, site d'atterrissage de Viking 1, un premier échantillon (0,5 cm3) est déposé dans la chambre de mesure au cours du 8éme sol. Après un premier comptage pour documenter le bruit de fond, la première injection de liquide nutritif a lieu deux sols plus tard. Le résultat est totalement inattendu : Gilbert Levin note un fort dégagement de CO2 radioactif, qui va plafonner à 10 000 coups (ou désintégration) par minute, avant de se mettre à diminuer ensuite au cours du temps. Les données sont reportées sur un graphique. Bien que la courbe obtenue ne montre pas une multiplication cellulaire, elle est néanmoins typique d'une activité biologique, en tout cas au regard des tests préliminaires effectuées sur Terre. Suite à la réception de ces données incroyables, et bien que restant prudent durant les conférences de presse, Levin sabre le champagne en interne, pensant avoir réalisé la plus grande découverte scientifique de tous les temps.

Au cours du sol 35, Levin va effectuer sur ce premier échantillon un test important. Le sol, chauffé à 160°C pendant 3 heures, est analysé, et cette fois ci, aucun dégagement n'est observable. Quelque soit sa nature, l'agent responsable de la réaction a été inactivé par la chaleur. Ce comportement semble signer une activité biologique, les microorganismes étant très sensibles à la chaleur.

Résultats des tests de l'expérience Labeled Release des atterrisseurs Viking Levin continue ses expériences, probablement dans une sorte d'euphorie grandissante. Le troisième test qu'il va effectuer est caractérisé par des périodes d'incubation plus longues, et comporte non pas deux, mais trois injections de liquide nutritif. Les résultats seront à nouveau positifs. Un dégagement de dioxyde de carbone marqué vient confirmer les données du premier test, et prouvent que l'expérience est reproductible. La seule observation qui ne colle pas avec la théorie d'une activité biologique tient au fait que lorsque du milieu nutritif est réinjecté dans le réceptacle de l'instrument, le dégagement de dioxyde de carbone ne reprend pas, mais au contraire diminue, le gaz déjà présent dans la chambre de culture passant probablement en solution dans le milieu de culture. Sur Terre, dès que l'on redonne du milieu de culture frais à des bactéries ayant consommé tous les nutriments disponibles, celles-ci remettent immédiatement le couvert. L'absence de reprise d'activité, et donc de dégagement de CO2 radioactif après une seconde ou une troisième injection semble indiquer que la première injection est parvenue à saturer la totalité de l'agent responsable des réactions qui ont lieu dans la chambre de culture. L'ajout supplémentaire de liquide n'a donc plus aucune action, à part celle d'absorber par dissolution un peu de dioxyde de carbone.

Sur Chryse Planitia, un dernier test sera réalisé sur un échantillon de sol stocké pendant 140 sols dans la cale de l'atterrisseur, et il se révélera négatif. L'agent responsable de la réaction n'a donc pas apprécié son séjour à l'intérieur de la sonde Viking ! Au niveau d'Utopia Planitia, site d'atterrissage de Viking 2, Levin va brillamment confirmer les résultats de son instrument, qui fonctionne décidément de façon très cohérente. Au cours du premier test, il note un dégagement de dioxyde de carbone radioactif, qui décroit ensuite sur la durée. Levin est sûr et certain d'avoir découvert de la vie sur Mars, même si l'absence de reprise d'activité suite aux nouvelles injections est décidément perturbante. Cependant, les autres équipes sont loin de partager les vues de Levin, qualifiées d'excentriques. Vince Oyama, qui s'acharne à expliquer les données de sa propre expérience, Gas Exchange, se met à développer des théories chimiques qui reçoivent l'adhésion d'une part croissante d'exobiologistes.

Selon Oyama, la présence d'eau oxygénée dans le sol martien pourrait expliquer les réactions observées, en attaquant le formate du bouillon de culture pour libérer du dioxyde de carbone. Pour Levin, cette explication n'est pas valable. Il refuse également d'accepter que le dégagement de CO2 observé résulte de l'oxydation du brouet nutritif par d'hypothétiques superoxydes. Ces derniers sont des molécules robustes et stables, capables de résister à un traitement thermique à 160°C, qui stoppe pourtant la réaction. Oyama réplique en faisant l'hypothèse que les superoxydes martiens sont peut-être plus fragiles que les superoxydes terrestres. Cette remarque va conduire Levin a effectuer sur Utopia Planitia des expériences témoins avec des températures de stérilisation inférieures à 160°C. A la température intermédiaire proposée par Levin, environ 50°C, les superoxydes ne devraient pas être affectés, alors que des micro-organismes pourraient commencer sérieusement à souffrir de la chaleur, étant donné qu'ils sont habitués à vivre à des températures glaciales.

Sur Utopia Planitia, le second test de contrôle va donc porter le sol à une température de seulement 51°C. Lorsque les résultats parviennent au centre de contrôle, c'est la stupeur. Le dégagement de CO2 est encore présent, mais il est extrêmement réduit (10 % de l'émission normale, soit 90 % de diminution). Pour Levin, c'est un argument indéniable en faveur d'une explication biologique. Harold Klein, le chef de l'équipe biologique, finit cependant par suggérer que l'appareil de Levin a probablement mal fonctionné, et que le résultat n'est pas valable.

Irrité par la réception mitigée du résultat de la stérilisation "froide", Levin décide de la reproduire, et programme cette fois ci son instrument pour une température légèrement plus basse, 46°C. Cette fois-ci, l'émission de CO2 n'est plus que de 30 %, contre 10 % à 51°C. La façon dont l'intensité de la réaction enregistrée par l'instrument évolue en fonction de la température est typique d'une activité microbienne. Si l'on trace un graphique représentant l'activité en fonction de la température, on obtient une courbe en cloche que tous les microbiologistes et biochimistes connaissent par cœur.

Obstiné et bien décidé à se battre, Levin souhaite désormais ramasser un échantillon de sol sous les roches qui jonchent la surface du site d'Utopia. Protégé du rayonnement ultraviolet qui frappe la surface, le sol situé sous les pierres ne devrait pas être enrichi en superoxydes, et, si réaction chimique il y a, elle devrait logiquement cesser. A l'aide de son bras robotique qu'il va utiliser à la manière d'un bâton, l'atterrisseur Viking 2 effectue plusieurs tentatives visant à déplacer des cailloux. Les premiers sont des échecs, mais l'engin robotique parvient ensuite à bouger une première pierre baptisée Badger. Fort de cette réussite, un échantillon de sol est prélevé sous un autre rocher, Notch, après que celui-ci ait été poussé par le bras robotique. Comme les échantillons prélevés à l'air libre, l'instrument Labeled Release obtiendra une réponse positive, sous la forme d'un dégagement de dioxyde de carbone qui diminuera au cours du temps. Oyama proteste : selon lui, les superoxydes auraient très bien pu diffuser sous la roche pour aller contaminer le sol.

Enfin, un dernier test a lieu avec un échantillon enfermé dans l'atterrisseur pendant 84 jours à une température comprise entre 8° et 10°C. Comme sur Chryse Planitia, le résultat est négatif, et le séjour prolongé en milieu fermé a eu raison de l'agent provoquant la réaction de l'instrument Labeled Release. Pour Levin, il s'agit encore une fois d'une preuve d'un comportement plutôt biologique. Une période d'obscurité prolongée pourrait tuer des microorganismes, contrairement à des molécules chimiques qui se fichent généralement complètement de l'absence de lumière. Les innombrables produits chimiques que l'on garde enfermé dans des bouteilles de verre ou de plastiques pendant des années dans nos laboratoires sont là pour le prouver.

Au final, sur Chryse Planitia et Utopia Planitia et sur une période totale de 195 sols, l'instrument Labeled Release procédera à neuf analyses, ou "cycles". Sur tous les tests réalisés, le seul point noir qui entache les mesures concerne les résultats liés aux injections supplémentaires qui font suite à la première. A chaque fois que, désireux de provoquer une reprise du dégazage, Levin décide de rajouter une louche de bouillon, il n'obtient aucune émanation de CO2. Bien au contraire, le compteur Geiger indique qu'une petite quantité de CO2 disparait rapidement (environ 20 %), vraisemblablement absorbée par le liquide, avant d'être lentement réémise au cours des semaines suivantes. N'importe quel microbiologiste postulerait que si le sol martien contenait des microorganismes vivants, ceux-ci devraient se jeter comme des gloutons sur le rab inespéré offert de bon cœur par Gilbert Levin.

L'absence de réaction suite à une seconde injection semble conforter l'hypothèse chimique d'Oyama. Les superoxydes ayant été consommés au début de l'expérience suite à la première injection, il n'en reste tout simplement plus assez pour digérer chimiquement les apports subséquents de bouillon nutritif. Levin rappelle cependant que le comportement observé, bien qu'étonnant, reste cohérent avec celui de certains échantillons provenant de l'Antarctique, et qui ont été soumis à la sagacité des détecteurs Viking. Selon lui, il est même typique des lichens : ceux-ci réagissent lors d'une première réaction, mais un second ajout de liquide finit par les tuer.

Une fois la mission Viking terminée, assisté d'une petite équipe, Levin va passer des années entières dans son laboratoire à mettre au point des sols martiens artificiels riches en superoxydes, avant de les soumettre à son détecteur. Il n'obtiendra jamais une seule réaction similaire à celles enregistrées sur Mars. L'implication de ce chercheur en faveur d'une théorie biologique va commencer à agacer, et ses travaux vont finir être tournées en dérision. Il faut dire que les occasions ne vont pas manquer. Touche à tout, Levin se met à étudier scrupuleusement les images des sites d'atterrissage obtenues par les caméras des atterrisseurs, à la recherche d'indices. Après traitement numérique, il met en évidence des taches verdâtres qu'il ne tarde pas à comparer avec des lichens terrestres. Les spécialistes en imagerie, perturbés par l'incursion de Levin dans un domaine qui lui est étranger, ne vont pas hésiter une seconde à le tourner en ridicule, et profitent de l'occasion pour le discréditer entièrement.

De nombreuses hypothèses, idées et observations ont été proposés pour expliquer les résultats par trop déroutants de l'expérience Labeled Release. Des observateurs ont fait remarquer que la réaction enregistrée par l'instrument était trop forte, et nécessiterait une concentration microbienne bien trop élevée par rapport aux résultats engrangés par les deux autres expériences. De plus, les microbes martiens ne semblent pas très gourmands, ce qui est un peu suspect : la réaction de dégazage cesse alors qu'il reste encore 90 % de nourriture dans les assiettes ! Des réactions chimiques originales ont été suggérées pour expliquer le dégazage. Le gaz libéré n'aurait pas été du CO2 mais du monoxyde de carbone (CO) formé à partir de l'acide formique du liquide nutritif, suite de son acidification au contact du sol martien. Cependant, toutes les données obtenues sur le sol des sites d'atterrissage des Viking laissent penser que ce dernier, contrairement à celui de Terra Meridiani (visité à partir de 2004 par le rover Opportunity), n'est pas acide mais alcalin. De plus, l'instrument Gas Exchange, assez similaire dans son principe à Labeled Release, a bien détecté une libération de CO2.  Enfin, si la réaction était d'origine chimique, elle aurait dû continuer à se produire après chauffage, ce qui n'a pas été le cas. Nous avons déjà mentionné l'eau oxygénée, les peroxydes métalliques et les superoxydes lors de la présentation des résultats de l'instrument Gas Exchange, et ces derniers ont aussi été rendus responsables du comportement du Labeled Release.

A ce jour et malgré un travail considérable, aucune expérience réalisée dans les laboratoires terrestres ne s'est montrée capable de reproduire les données obtenues par l'appareil Labeled Release sur Mars. Dans la littérature, les spécialistes continuent d'évoquer des substances exotiques, sensibles à la température et pouvant oxyder les molécules organiques présentes dans le bouillon de culture du Labeled Release, sans pouvoir apporter des éléments réellement concrets.

Pour la NASA, les atterrisseurs Viking n'ont pas détectée de vie sur Mars. Cependant, comme nous venons de le voir, les résultats fournis par le laboratoire biologique des Viking et ses trois détecteurs sophistiqués de vie sont très ambigus. Pourtant l'agence spatiale américaine semble adopter une position assez ferme sur la question, qui ne laisse pas de porte ouverte à d'autres alternatives. Le pourquoi d'une telle attitude rigoriste est fortement lié aux données renvoyées par le quatrième instrument à vocation exobiologique des sondes Viking, et dont nous n'avons pas encore parlé pour l'instant, le GC-MS. Comme nous allons le découvrir, lui aussi va fournir des résultats totalement inattendus, et, on peut le dire, assez désolants.

GC-MS

En plus des trois expériences biologiques que nous venons de présenter, les atterrisseurs Viking embarquaient un quatrième instrument complexe et très intéressant pour la recherche de traces de vie, le GC-MS. Ce chromatographe phase gazeuse à volatilisation thermique couplé à un spectromètre de masse était destiné à identifier de la matière organique, c'est à dire des molécules basées sur un squelette d'atomes de carbone, et qui jouent un rôle fondamental dans le phénomène du vivant, en tout cas sur Terre.

Le principe du GC-MS des Viking est le suivant : une petite quantité de sol est chauffé à haute température à l'intérieur d'un four en céramique d'une capacité de 100 ml, de façon à briser les molécules organiques souvent coriaces et réfractaires aux analyses en fragments plus petits et volatils, qui sont alors plus faciles à étudier (les plus légères sont directement vaporisées). Chaque GC-MS disposait de trois fours. A usage unique, ils ne pouvaient servir qu'une seule fois. Différents paliers de température pouvaient être programmés : 50, 200°C, 350°C et enfin 500° C.

La pyrolyse a lieu dans une atmosphère inerte de dioxyde de carbone (CO2) marqué au carbone 13 radioactif, de façon à pouvoir ensuite distinguer ce dernier du dioxyde de carbone provenant de Mars. Les vapeurs résultants de la pyrolyse sont envoyées grâce à un gaz vecteur vers une colonne de chromatographie (GC), dont le rôle est de séparer les fragments les uns des autres en fonction de différents facteurs, comme leur masse. Le gaz vecteur pouvait être le dioxyde de carbone déjà utilisé pour remplir le four à pyrolyse, ou, de manière à augmenter la sensibilité de détection de petites molécules, de l'hydrogène, stocké dans un réservoir séparé. Après les premiers résultats obtenus par Viking 1, qui seront, comme nous allons le voir, décevants, l'équipe en charge de l'instrument se mettra à utiliser l'hydrogène pour certaines mesures avec Viking 2 sur Utopia Planitia.

Les molécules qui sortent les uns après les autres de la colonne de chromatographie sont alors dirigées vers une chambre d'ionisation, où elles vont acquérir une charge électrique, avant d'être finalement conduites vers un spectromètre de masse (MS), une sorte de balance très complexe capable de peser les fragments moléculaires. Entre la colonne et le spectromètre de masse, un séparateur poreux au palladium permettait de retenir sélectivement l'hydrogène (lorsque celui-ci était employé comme gaz vecteur), en laissant passer uniquement les composés organiques. Le spectromètre de masse pouvait de plus admettre de petites quantités d'atmosphère martienne, sans que celle-ci soit forcée de passer au travers de la colonne de chromatographie, soit directement, soit après un passage au travers d'une série de trois filtres. Le premier, enrichi en oxyde d'argent, permettait d'oxyder le monoxyde de carbone en dioxyde de carbone. Le second pouvait absorber la totalité du CO2 grâce à un lit d'hydroxyde de lithium, de manière à permettre des mesures plus fines de tous les autres composants restants, sachant que l'atmosphère martienne est composée à 95 % de gaz carbonique. Enfin le troisième filtre contenait du perchlorate de magnésium (ce qui est assez ironique quand on y pense, voir ci-dessous) pour assécher l'air et ôter la vapeur d'eau.

Une fois la séquence d'analyse terminée, les scientifiques obtiennent un spectre qui indique la masse et la quantité des différents fragments détectés, charge ensuite à eux de reconstruire, à la manière d'un puzzle, les molécules originales qui étaient initialement présentes dans le sol martien. L'interprétation des résultats est complexe, car il faut parvenir à deviner l'identité des molécules organiques originales à partir de l'analyse des produits finaux qui résultent de leur dégradation thermique. Sur des échantillons purs, cette technique demande déjà un certain doigté. Sur un mélange de molécules organiques, elle devient très difficile. Et si les matériaux organiques sont mélangés à des composés inorganiques, comme c'est le cas dans un sol, les analyses frôlent alors l'impossible. C'est dire si l'instrument est délicat à manier.

Le GC-MS fut extrêmement difficile à mettre au point, et son développement a été pour le moins tortueux. Il faut comprendre que sur Terre, ce genre d'appareil occupe généralement une salle entière, et la nécessité de miniaturisation et d'adaptation des composants au milieu spatial a exigé des efforts considérables de l'équipe en charge, à la fois en termes de temps et de coût. A un moment donné, il fut même question d'abandonner l'instrument, pour le remplacer par un autre appareil moins complexe à mettre au point. Les équipes responsables du développement parvinrent néanmoins à assembler un instrument fonctionnel avant la date du lancement des sondes Viking. Une fuite sera détectée sur le GC-MS de l'atterrisseur Viking 1 suite à la stérilisation finale de la sonde, mais les ingénieurs ont estimé pouvoir y pallier, et l'engin est lancé dans l'état. Le GC-MS de Viking 2 ne sera pas handicapé par le problème.

Les ennuis techniques ne sont cependant pas terminés. Au cours de la phase de croisière, alors que les sondes sont déjà en vol, les ingénieurs s'aperçoivent que sur chaque atterrisseur, l'un des trois fours est hors service. Il n'en restait donc plus que deux. Après l'atterrissage sur Mars, le responsable de l'instrument, Klaus Biemann, surveille donc avec une attention teintée d'anxiété les opérations de collecte et de distribution du sol. Avec un four en moins, il sait qu'il n'a pas droit à l'erreur.

Sur Chryse Planitia, le GC-MS reçoit son premier échantillon au cours du 8ème sol. Malheureusement, l'appareil n'accuse pas réception de la livraison. Les fours du GC-MS disposaient d'un capteur de remplissage, capable de confirmer qu'un échantillon avait bel et bien été reçu par l'instrument, mais ce dernier s'est avéré capricieux et mal conçu. Cette limitation technique sera une source regrettable de confusion. Dans le doute, de manière à éviter la perte d'un second four pour rien, les responsables de la mission se refusent à activer l'appareil. Klaus Biemann décide de prendre son mal en patience. Une deuxième tentative de distribution a lieu au cours du 14ème sol, mais malheureusement, les images prises par les caméras montrent que le godet du bras robotique ne s'est pas placé au-dessus de l'entonnoir du GC-MS, et pour cause : les mécanismes du bras sont enrayés.

L'impatience grandit chez les scientifiques. Les détecteurs biologiques ont commencé à renvoyer des résultats préliminaires, et ces derniers étant ambigus, les chercheurs perplexes estiment que tous les espoirs d'y voir plus clair reposent désormais sur le spectromètre de masse. Sous la pression, Biemann prend alors la décision d'activer le four desservi lors du sol n°8, sans avoir la certitude que ce dernier a réellement reçu un échantillon. Le pari est assez risqué. L'échantillon virtuel est chauffé pendant 30 secondes à 200°C. Après les analyses, Biemann purgera le four et tentera d'imager le petit tas de matériau évacué par une ouverture, pour confirmer sur le tard la présence d'un échantillon. Hélas, le champ de vision sera bloqué par un élément de la plateforme de l'atterrisseur.

Molécules organiques détectées par le GCMS à volatilisation thermique des sondes VikingQuand les données de l'analyse parviennent sur Terre, c'est la consternation. Sur les 300 spectres de masse transmis à la Terre par liaison radio, le GC-MS n'a rien trouvé d'intéressant, pas la moindre trace de molécules organiques. Certes, quelques molécules semblent bel et bien présentes (voir le tableau ci-contre), mais pour l'équipe en charge de l'interprétation des résultats, il s'agit de traces des produits ayant servi à nettoyer l'instrument dans les salles blanches sur Terre. Le 12 août, Biemann décide de chauffer à nouveau l'échantillon du sol 8, cette fois ci à 500°C. Le GC-MS détecte alors une importante concentration de vapeur d'eau, qui finit même par gêner les mesures, alors qu'un dégagement assez faible avait été observé à 200°C. A part cela, il n'y a toujours aucune trace de matière organique. Que ce soit sur Chryse Planitia, site d'atterrissage de Viking 1, ou Utopia Planitia, le GC-MS ne donnera que des résultats négatifs. Le verdict est brutal et incompréhensible : il n'y a pas de molécules organiques sur Mars.

Le choc est très important pour les exobiologistes et les géochimistes, qui subissent ici un revers féroce. Un tel résultat est pour eux frustrant et surprenant, car même en l'absence de toutes formes de vie, les impacts d'astéroïdes carbonés, la pluie continuelle de micrométéorites ainsi que les chutes de matière venant de la lune Phobos auraient forcément dû enrichir le sol martien en composés organiques mesurables. Contrairement à ce que l'on pensait, la quantité totale de matière organique détectée dans le sol martien était très inférieure à celle de la Lune, un comble. Le seuil de sensibilité du GC-MS des Viking était officiellement de l'ordre d'une partie par milliard pour des molécules dont la taille était supérieure à deux atomes de carbone, et une partie par million pour des molécules plus petites. Le dispositif semblait donc capable de détecter aisément des composés organiques, même à très faible concentration.

Avant de recevoir les résultats et d'être confrontés à la réalité, les scientifiques étaient donc pratiquement certains de pouvoir détecter de la matière organique dans le sol martien. La difficulté n'était pas alors pour eux de trouver ces molécules, mais de pouvoir faire la différence entre celles d'origine chimique, fabriquées sur place par différentes réactions (par exemple photocatalyse) ou apportées par les météorites, et celles d'origine biologique, synthétisées par des êtres vivants. Or, sur les quatre analyses effectuées par le GC-MS (une par four), deux sur Chryse et deux sur Utopia, l'instrument ne décèle rien, à part des quantités très faibles de produits contaminants, comme de l'acétone, du benzène, du toluène, ainsi que des petites molécules chlorées (chlorométhane et dichlorométhane), qui semblent à ce stade tout à fait anodines.

Rapportés aux données des détecteurs biologiques, ces résultats négatifs et particulièrement décevants privilégient donc l'hypothèse chimique, plutôt que biologique. Dans ces conditions, l'instrument ne tarde pas à être la cible des critiques, étant donné les efforts fournis pour sa mise au point, et l'intérêt tout particulier des données qu'il était censé renvoyer.

Pour certains, l'appareil ne fonctionnait pas du tout, et tout ce qui le concernait devait être rejeté comme étant nul et non avenu. Il est cependant acquis que l'appareil était opérationnel durant la mission. Une fois sur Mars, mais également avant le lancement et durant la phase de croisière, le GC-MS est en effet parvenu à plusieurs reprises à déceler, à une concentration moyenne de dizaines de parties par milliard, des résidus de produits chimiques utilisés pour nettoyer les instruments avant leur intégration, comme des éthers perfluorés. Si la détection de traces de solvants prouvait que l'instrument fonctionnait en lui-même correctement, celle-ci ne permettait cependant pas de confirmer que les fours avaient bel et bien reçus des échantillons de sol martien, les contaminants terrestres étant déjà à l'intérieur de l'appareil. Les fours étaient peut-être tout simplement restés vides, après les tentatives de remplissage laborieuses que nous avons évoqué plus haut.

D'autres émettent de sérieux doutes quant à sa prétendue sensibilité, que Biemann ne cessera pourtant pas de défendre. Elle serait plutôt de l'ordre de la partie par million, plutôt que de la partie par milliard, soit une diminution de performance d'un facteur mille. L'efficacité du processus de pyrolyse à 500°C (nécessaire pour fragmenter les molécules organiques autrement impossibles à volatiliser) est aussi pris à parti. Il serait faible, avec un rendement de seulement 10 %, et plusieurs spécialistes estiment qu'il aurait fallu pouvoir chauffer les sols à des températures supérieures pour casser les molécules organiques les plus réfractaires à la chaleur. Enfin, le séparateur au palladium aurait pu être inactivé par l'importante et inattendue teneur en soufre du sol martien, empêchant l'instrument de fonctionner correctement.

Plus surprenant encore, des tests effectuées avec des échantillons de sols provenant de zones désertiques, comme le désert du Mojave, sont négatifs, alors que ceux-ci contenaient pourtant une quantité non négligeable de microorganismes, en moyenne un peu moins de 100 000 bactéries par gramme. Même chose avec certains échantillons ramenés d'Antarctique avant la mission Viking, qui contenaient en moyenne 0,3 % de matière organique, et qui ont néanmoins donné un résultat négatif. En fait, il semble que seul un sol contenant au moins 10 millions de microorganismes par cm3 pouvait donner un résultat positif avec le GC-MS des Viking. En comparaison, l'expérience Labeled Release de Gilbert Levin pouvait détecter la présence de seulement 10 cellules vivantes dans le même volume, soit une sensibilité un million de fois supérieure. Pour Levin, face à un tel constat, le GC-MS ne pouvait en aucun cas être invoqué pour mettre en doute les données de son détecteur biologique, et infirmer la présence de vie dans le sol martien.

Pourtant, malgré les incertitudes techniques qui entourent le fonctionnement du GC-MS, c'est son seul et unique résultat, à savoir l'absence de matière organique dans le sol martien, qui va être retenu pour expliquer les réactions des détecteurs biologiques, et soutenir l'absence de vie à la surface de Mars. Comme le sol martien devait théoriquement contenir au moins la même quantité de matériaux organiques que celle que l'on trouve sur la Lune, les scientifiques estiment que cette dernière est forcément détruite par un puissant mécanisme, composés oxydants présents dans le sol, ou rayonnement ultraviolet frappant la surface de la planète rouge. Ces conditions hostiles, capable de balayer les molécules organiques, expliqueraient du même coup l'impossibilité pour la vie de se développer.

L'heure de la tourmente

Sur Mars, les expérimentations biologiques prennent fin en 1977. Au total, sur les deux sites d'atterrissage, Chryse Planitia et Utopia Planitia, 26 incubations furent réalisées. Les résultats exaspérants, ajoutés à l'absence de détection de molécules organiques par le GC-MS, plongèrent les exobiologistes dans une torpeur insidieuse. Des années d'efforts s'achevaient sur une déroute qui semblait monumentale.

Comme l'avait noté très tôt le chef de projet de la mission Viking, Jim Martin, l'équipe de scientifiques qui était en charge du développement des détecteurs de vie ne brillait pas par sa cohésion. Après des années d'efforts, tous avaient débarqué sur Mars en même temps que les sondes avec leurs rêves, leurs attentes et leurs préjugés. Les résultats obtenus, partiels et contestables, accentuèrent encore les divergences qui existaient déjà entre chacun des membres.

Normand Horowitz, le responsable de l'instrument Pyrolytic Release, avait vu sa curiosité satisfaite, et pour lui, il était grand temps de passer à autre chose. Le biologiste n'avait jamais caché son scepticisme quant aux objectifs de l'entreprise, au point que de nombreuses personnes s'étaient interrogées sur la pertinence de sa présence au sein de l'équipe de biologie des Viking. Horowitz, qui a donné de nombreuses interviews, et s'est exprimé publiquement un grand nombre fois, souvent de manière piquante, pensait que l'homme ne pouvait parvenir à trouver de la vie sur les autres mondes de l'Univers, et que d'une certaine manière, il était inutile de se lancer dans pareille recherche, vouée à l'échec. C'est contraint et forcé par les exigences de la science qu'il avait mis le pied dans le domaine naissant de l'exobiologie, mais il est clair qu'au fond de lui, il pensait que l'effort ne pouvait être couronné de succès. Une position fermée peu compatible avec la démarche scientifique, qui explique pourquoi il refusait de considérer les sols de l'Antarctique autrement que comme stériles, et pourquoi il ne semblait pas gêné par les performances exécrables de son instrument avec certains échantillons terrestres. Dubitatif quant à la réussite de la mission, Horowitz appelait ses collèges a refreiner un optimisme qui n'avait pas lieu d'être. Pour lui, la quête des Viking ne pouvait aboutir, et s'il y avait une vérité à découvrir, elle était ailleurs.

D'autres individus, comme Gerald Soffen ou Harold Klein, semblaient déçus des résultats, mais étaient forcés d'admettre que la probabilité de trouver de la vie sur Mars apparaissait désormais comme étant très ténue. L'absence de matière organique, dévoilée par le GC-MS, apparaissait comme intolérable : comment considérer les résultats des détecteurs de vie comme étant positifs, si aucune molécule organique ne pouvait être identifiée ? Initialement, la charge utile biologique des atterrisseurs Viking avait été conçue pour maximiser les chances de découvrir de la vie, en examinant une large variété de processus et en multipliant les points de vue. Aucun instrument n'avait pour rôle de confirmer ou de vérifier les données collectées par les autres. Or, c'est justement dans cette position peu enviable du juge de paix que s'est retrouvé le GC-MS. L'échec de l'appareil à identifier de la matière organique indiquait automatiquement et inéluctablement une absence de vie, et les choses se terminaient là. Malgré tout, de nombreuses réactions enregistrées par le laboratoire biologique des Viking demeuraient inexpliquées, et d'un point de vue scientifique, il aurait été malhonnête d'affirmer qu'il n'y avait pas de vie sur Mars. Tout au plus pouvait-on dire que l'on ne savait pas.

Vince Oyama, le responsable de l'expérience Gas Exchange, qui a probablement renvoyé les résultats les plus compliqués à interpréter, semble s'être perdu dans une théorie complexe et globalisante capable d'expliciter les données de son instrument, ainsi que celles des autres investigations menées par les atterrisseurs. Le scientifique a ainsi imaginé des séries de réactions chimiques entre l'atmosphère et le sol, ou un composé appelé suboxyde de carbone (C3O2-) jouait un rôle central. Cette molécule pouvait se polymériser pour donner des molécules comme par hasard rougeâtres, et dont la présence hypothétique permettait d'expliquer certains comportements documentés par les détecteurs de vie. D'autres réactions chimiques, qui empruntaient d'autres voies, donnaient naissance à des superoxydes. Pour Oyama, les rayons ultraviolets qui frappent Mars sans répit agiraient sur la vapeur d'eau atmosphérique pour donner de l'eau oxygéné (peroxyde d'hydrogène). Cette molécule provoquerait ensuite au niveau du sol la formation de superoxydes métalliques, qui pourraient rapidement détruire toutes les molécules organiques par oxydation. Ce scénario pouvait expliquer l'absence de matière organique dans le sol, la libération d'oxygène de l'expérience d'Oyama et enfin la décomposition du bouillon nutritif de l'expérience de Levin. Nous avons aussi rapidement évoqué le rôle catalytique de la maghémite, un oxyde de fer suspecté d'être présent en quantité non négligeable dans le sol martien, et qu'Oyama considérait comme une piste sérieuse. Au final, la théorie du biologiste expliquait non seulement les résultats du laboratoire biologique et l'absence de matière organique, mais aussi le comportement des particules magnétiques du sol, les interactions sol atmosphère et l'évolution chimique primitive de la planète Mars. Trop spéculative et parfois très alambiquée, loin de faire l'unanimité, la théorie d'Oyama montrait combien les interprétations divergeaient au sein de l'équipe biologique des Viking.

L'histoire ne serait bien sûr pas complète sans mentionner Gilbert Levin, qui continue encore aujourd'hui de défendre bec et ongles les résultats de son instrument. Levin fait partie d'une petite minorité de scientifiques qui pensent que, loin d'avoir manqué son but, la mission Viking a trouvé de la vie sur Mars. Un scientifique, Joseph Miller, ayant entrepris une analyse statistique des données du Labeled Release, indiqua ainsi avoir découvert les traces d'un rythme circadien lié à l'alternance jour/nuit, et similaire à celui observé avec des cyanobactéries terrestres, sans convaincre grand monde. Dans son laboratoire, Gilbert Levin va tester avec un acharnement féroce un grand nombre d'agents physiques et chimiques oxydants, sensés expliquer les résultats des détecteurs de vie. D'autres laboratoires s'attèlent également à la tâche : eau oxygénée (peroxyde d'hydrogène), superoxydes, peroxydes métalliques, radiations, rayonnement ultraviolet, argiles (smectites), oxydes de fer, tout y passe, en vain. A l'heure actuelle, aucun composé ou mélange simulant les sols martiens n'est parvenu à reproduire les données obtenues sur Mars.

Lors du dixième anniversaire de la mission Viking qui s'est tenu à Washington en 1986, un violent échange aura lieu entre Normand Horowitz et Gilbert Levin, qui éclaire parfaitement l'animosité cachée qui régnait entre les différents membres de l'équipe de biologistes des Viking. Outré par les propos de Levin qui continue de défendre envers et contre tous les résultats positifs de son expérimentation, Horowitz s'écriera "vous ne faites honte et vous faites honte à la science !".

A ce niveau, les conspirationnistes ne sont pas loin. Pour eux, la position officielle de la NASA quant aux résultats des sondes Viking est typique d'une agence gouvernementale qui cherche à cacher quelque chose. Nous ne sommes plus très loin d'X-Files. Là aussi, la vérité est ailleurs, même si ce n'est pas la même que celle d'Horowitz. L'auteur Barry Digregorio, qui a écrit un livre instructif, bien que pro Levin et à charge contre la NASA, sur les expériences biologiques menées par les sondes Viking (Mars, The Living Planet), pense ainsi que l'agence spatiale américaine essaye d'endormir l'opinion publique pour avoir les mains libres pour la suite. Si la planète Mars est stérile, la NASA n'aurait effectivement plus à s'embarrasser des règles de protection planétaire, fort coûteuses, dans le cadre d'un futur retour d'échantillons. Une mission de ce type, dont le budget avoisine sans doute les 10 milliards, pourrait alors s'effectuer plus facilement, la menace d'une contamination de la Terre par des organismes martiens étant écarté. Notons que cette problématique est plus sérieuse qu'il n'y parait. Certains groupes aux Etats-Unis font d'ores et déjà pression sur la NASA pour qu'une mission de retour d'échantillons martien soit annulée, les risques encourus par l'humanité étant, selon eux, trop grands.

Si l'on en croit Digregorio, Gilbert Levin, après s'être mis à dos une bonne partie de la communauté scientifique avec ses discours et ses idées dérangeantes, a eu le plus grand mal à continuer ses recherches martiennes. La NASA aurait apparemment cherché à lui mettre des bâtons dans les roues. Suite à la mission Viking, Levin souhaitait ardemment retourner sur la planète rouge pour confirmer les trouvailles de son instrument Labeled Release, et étudier plus en détail à la fois les formes de vies existants sur place, mais aussi les propriétés chimiques oh combien étranges de la surface rouillée de la planète. En 1991, il noue des contacts avec les russes pour participer à une expérience destinée à mesurer les propriétés oxydantes du sol martien. Baptisé MOX, cet instrument de conception américaine équipait les petites stations de la mission Mars 96. Il comportait une série de détecteurs, recouverts d'agents réactifs sensibles à différents composés oxydants, et reliés à des fibres optiques. Voyant cela, l'agence spatiale américaine aurait tenté d'empêcher la collaboration de Gilbert Levin avec les russes, avant d'essayer de le remplacer. Une manœuvre politique inutile, puisque la sonde Mars 96 ne parviendra malheureusement pas à quitter l'orbite terrestre (aujourd'hui, Levin doit peut-être suivre avec attention la politique spatiale de l'Inde ou du Japon, deux pays qui ne cachent plus leur volonté d'aller sur Mars).

L'embarras palpable qu'affichait la NASA dès que le volet biologique de la mission Viking était abordé venait sans doute plus vraisemblablement des performances peu éloquentes des détecteurs de vie. La défaillance des expériences biologiques embarquées à bord des atterrisseurs Viking, qui avaient couté une petite fortune, était en effet un sujet pour le moins encombrant à l'époque. Pourtant, sur la période post-viking, force est de constater qu'aucune critique virulente n'a réellement été adressée à l'agence spatiale américaine sur ce point précis, que ce soit par le Congrès américain, les journalistes des revues spécialisées ou de la presse généraliste, ou encore du public (si l'on excepte la tranche de la population traditionnellement opposée à la conquête spatiale). Comme si chacun avait intuitivement compris que l'effort fourni par la NASA avec Viking n'était rien d'autre héroïque, et pris la mesure de l'immense difficulté de la tâche, noble s'il en est, qui consiste à rechercher de la vie sur une autre planète.

Reste que plutôt que d'ouvrir une nouvelle ère de l'exploration martienne, les sondes Viking ont précipité les espoirs de retourner sur la planète rouge dans un néant qui a duré presque 20 ans. Que s'est-il donc passé pour que l'effort herculéen qui a permis au projet Viking d'aboutir finisse ainsi ? En prenant du recul, il est aisé de comprendre que les deux atterrisseurs n'ont finalement examiné qu'une infime fraction de la planète rouge, autant dire rien : deux sites d'atterrissage distants de 6460 kilomètres, sur lesquels ont été creusés des tranchées dont la profondeur ne dépassait pas 5 à 10 centimètres. Les sites d'atterrissage, choisis suite à un long et laborieux processus de validation et de certification, devaient avant tout permettre aux engins de se poser sans encombre à la surface de la planète. D'autres sites plus intéressants d'un point de vue scientifique, comme les hautes latitudes, où l'atmosphère est plus saturée en vapeur d'eau, et où la glace affleure très près de la surface, auraient sans doute mieux convenu. Les contraintes d'ingénierie, axées sur la sécurité lors de l'atterrissage, ne pouvaient peut-être qu'exclure les rares sites possédant un potentiel exobiologique.

Même si c'est assez douloureux, il faut aussi reconnaître que les détecteurs de vie étaient fort mal conçus, malgré la monumentale quantité de travail associée à leur mise au point. En fait, avec les connaissances qui sont désormais les nôtres, que ce soit en microbiologie ou sur la nature de la surface de Mars, le laboratoire biologique des Viking ne pouvait qu'échouer dans sa mission.

De par leur périmètre, les détecteurs balayaient aussi une portion trop étroite du phénomène vivant. Des organismes basés sur un métabolisme de type chimiosynthèse (c'est à dire capable de vivre en ayant uniquement besoin d'eau, de dioxyde de carbone et de minéraux), seraient ainsi passés inaperçus. De nombreuses ressources potentielles de l'environnement martien, pouvant servir de source d'énergie ou d'accepteur d'électrons (ce concept sera explicité dans un futur dossier consacré à la vie sur Mars), ont aussi été ignorées (certes, elles étaient inconnues à l'époque). Même si le sol de Chryse Planitia ou d'Utopia Planitia accueillait vraiment des microorganismes durant les expériences Viking, ces derniers n'auraient donc sans doute pas été détectés.

La grande réactivité chimique du sol martien, sous-estimée dans les grandes largeurs, était de plus totalement incompatible avec des investigations axées sur des réactions métaboliques, que ce soit des dégagements de gaz ou la synthèse de composés organiques. Des expériences menées en Atacama ont ainsi montré que les sols de ce désert aride et hostile pouvaient dégrader des bouillons de culture modifiés pour être impropres à la vie, c'est à dire comportant des molécules organiques non métabolisables par des germes terrestres. Un processus chimique était à l'œuvre, imitant à la perfection une activité biologique. Sur Mars, l'importance de la radiolyse (dissociation des molécules organiques sous l'effet de radiations) et des effets photo-catalytiques ayant lieu dans l'atmosphère sous l'effet d'un rayonnement ultraviolet intense compliquaient encore l'équation.

Le retour de la vengeance du GC-MS

Pendant des années, la très grande majorité de la communauté scientifique considéra que les investigations conduites par les atterrisseurs Viking sur Chryse Planitia et Utopia Planitia pointaient vers une absence de matières organiques dans les premiers centimètres du sol martien. Ce résultat, qui ne satisfaisait absolument pas certains scientifiques, déclencha une série de projets de recherche, qui visaient à comprendre pourquoi l'instrument avait été aussi aveugle.

Des chercheurs ont donc parcouru le monde pour prélever des échantillons de sols très pauvres en matière organique dans les endroits les plus inhospitaliers de notre planète, comme les vallées sèches de l'Antarctique, le désert d'Atacama ou encore le désert Libyen. Des prélèvements ont aussi eu lieu dans la région de Rio Tinto en Espagne, qui se caractérise par la présence de sols acides, chargés en oxydes de fer et en sulfates. Les pentes cendreuses des volcans d'Hawaï ont aussi fourni de la palagonite, un sol résultat de l'altération de roches basaltiques, et que la NASA utilise pour simuler le sol martien. Une fois collectés, les échantillons ont été analysés avec un protocole scrupuleusement identique à celui des atterrisseurs Viking. Pour découvrir qu'aucune trace de matière organique n'était détectée, alors que celle-ci était pourtant bel et bien présente.

Ces études ont montré que certains composés existants dans les roches ou les sols, comme le fer 3+, présent dans le sol de Rio Tinto sous la forme de sulfates de type jarosite, ou dans les terres volcaniques altérées d'Hawaï sous la forme d'oxydes, détruisent très rapidement les molécules organiques en cas de chauffage. D'autres substances possédant un caractère oxydant peuvent avoir le même effet. Dans ce cas, l'opération de pyrolyse qui précède l'analyse par chromatographie, et dont l'objectif était de fragmenter et de volatiliser les molécules organiques, abouti à l'effet inverse, en détruisant irrémédiablement ces dernières, la réaction libérant généralement des gaz comme le dioxyde de carbone. Malgré son pouvoir réducteur, l'utilisation d'hydrogène comme gaz vecteur dans le GC-MS de Viking à la place du CO2 ne semblait pas être en mesure de contrer ces réactions d'oxydation dévoreuses de matière organique.

En fonction de ces découvertes récentes, il semble donc que les résultats négatifs du GC-MS des deux atterrisseurs Viking n'indiquaient en rien l'absence de matières organiques dans le sol martien. De très nombreuses études ont suggéré que les molécules organiques étaient détruites en surface par des radiations, le rayonnement ultraviolet, ou un composé oxydant, type peroxydes ou superoxydes. Or, ce qui est nouveau ici, c'est que la destruction n'aurait finalement par lieu à la surface, mais dans le four du GC-MS, juste avant l'analyse ! Mais quel composé pouvait bien être responsable sur Mars d'un tel comportement ? Les oxydes de fer, qui colorent le sol martien et dont la présence ne peut décemment pas être ignorée, possédaient-ils un pouvoir oxydant suffisant pour faire consumer toute la matière organique une fois chauffé dans les fours à pyrolyse ?

En 2008, trente-deux années après l'atterrissage des sondes Viking, la sonde polaire Phoenix se pose en douceur sur le pôle nord de Mars, et réalise une découverte majeure, qui sera un véritable coup de tonnerre. Grâce à deux instruments, le MECA et le TEGA, il détecte dans le sol du cercle arctique de Mars des traces de perchlorates (ClO4-, entre 0,4 et 0,6 % en masse), principalement des perchlorates de magnésium (Mg(ClO4)2) ou de calcium (Ca(ClO4)2). Cette découverte prend les scientifiques au dépourvu. Les analyses inorganiques effectuées à la surface de Mars par l'instrument XRFS des Viking avaient montré que le chlore était un composant chimique important du sol, mais le trouver principalement sous la forme de perchlorate est une surprise de taille. Dans le cratère d'impact Gale, situé à proximité de l'équateur, le rover Curiosity identifiera également des perchlorates dans le sol. Non seulement la découverte de Phoenix est confirmée, mais les perchlorates semblent de plus être répandus sur toute la planète Mars. Rétrospectivement, ce n'est pas une surprise : des traces de perchlorates avaient été identifiées dès 1880 dans les sols du désert d'Atacama, et l'existence de ce composé sur Mars aurait donc pu être suspectée.

Les perchlorates possèdent une caractéristique marquée : elles sont très oxydantes dans certaines conditions, comme celles rencontrées dans les fours des GC-MS. Vers 350°C, les perchlorates se décomposent effectivement, libérant du chlore et de l'oxygène, des éléments très agressifs qui peuvent alors détruire très rapidement de nombreux composés. Tout porte donc à croire que le sol martien de Chryse Planitia et d'Utopia Planitia renfermait bien des molécules organiques. A cause de leur invisible dégradation par les perchlorates dans les fours du GC-MS, celles-ci seraient passées totalement inaperçues. Mais la réaction de décomposition n'a-t-elle vraiment laissé aucune trace ?

De retour en Atacama, une équipe de chercheurs a l'idée d'une expérience originale : celle de mélanger des échantillons de sol à de petites quantités de perchlorates, avant de les étudier avec un protocole en tout point identique à celui des Viking. De petites quantités de sol provenant du secteur le plus aride du désert d'Atacama (Yungay) et contenant environ 30 parties par millions de matière organique, sont donc mixées avec 1 % de perchlorate de magnésium puis chauffées à la température maximale du four du GC-MS des Viking, soit 500°C. Outre un dégagement de vapeur d'eau et de dioxyde de carbone, les scientifiques notent l'apparition d'une toute petite quantité de chlorométhane (1,6 partie par million) et de dichlorométhane (0,02 partie par million). Quant à la matière organique présente dans le sol, plus aucune trace : celle-ci a totalement disparue.

Mais la découverte la plus spectaculaire est la suivante : en jouant les archéologues et en fouillant dans le jeu de données des Viking, les chercheurs s'aperçoivent que les sondes avaient détecté exactement les mêmes composés chlorés, du chlorométhane et du dichlorométhane. Sur Chryse Planitia, le GC-MS de Viking 1 avait mesuré entre 0,1 et 1 % d'eau, ainsi que des traces de chlorométhane à une concentration de 15 parties par milliard. Au niveau d'Utopia Planitia, l'atterrisseur Viking 2 avait quant à lui détecté entre 0,05 et 1 % d'eau, 50 à 700 parties par million de dioxyde de carbone, et enfin des traces de dichlorométhane à une concentration de 0,04 à 40 parties par milliard (voir le tableau des résultats du GC-MS dans la section consacrée à cet instrument plus haut dans ce document).

A l'époque, ces molécules avaient été considérées comme provenant obligatoirement d'une contamination terrestre, alors même qu'elles n'apparaissaient pas dans les blancs (tests effectués avec un four à vide, de façon à quantifier la contamination avant les analyses proprement dites). Les rapports isotopiques du chlore (37Cl / 35Cl) étaient en effet en tout point similaires à ceux en vigueur sur notre planète. Sur Terre, il y a environ 3 fois plus de chlore 35 que de chlore 37, donc le ratio 37Cl / 35Cl est de 1/3. Or, c'est exactement ce ratio qui a été mesuré sur Mars sur le chlorométhane et le dichlorométhane.

Cependant, d'après les cosmochimistes, il semble que la totalité du chlore présent sur Mars et sur Terre provienne du même réservoir de la nébuleuse pré-solaire, ce qui explique pourquoi le rapport terrestre est similaire à celui des chondrites carbonées, matériel de base à partir duquel le système solaire s'est assemblé. Dans ces conditions, il serait donc tout à fait normal que les rapports isotopiques soient identiques sur Mars et sur la Terre (nous ne connaissons pas de mécanismes de fractionnement tardif pouvant modifier le rapport initial des isotopes du chlore après la formation des planètes).

Les petites molécules chlorées trouvées par Viking, et qui avaient été rapidement mises de côté car étant insignifiantes et négligeables, étaient peut-être en fait le signe ultime de l'existence de molécules organiques. Klaus Biemann, le responsable du GC-MS des atterrisseurs Viking, conteste cette interprétation, qui veut que les petites molécules chlorées (chlorométhane et dichlorométhane) détectées soient, non pas des traces de solvants terrestres, mais des restes de molécules organiques décomposées par les perchlorates martiens dans les fours de pyrolyse. Il fait remarquer que les expériences effectuées avec les sols d'Atacama ne sont pas valides, car elles devraient donner naissance à d'autres composés chlorés, comme du chloro-benzène, ainsi que d'autres espèces possédant plusieurs atomes de carbone.

Cependant, en analysant de la poudre de roches argileuses, le rover Curiosity, équipé d'un GC-MS plus sensible et perfectionné que celui des Viking, mais dont le mode de fonctionnement est presque identique, découvre un étrange cortège de molécules chlorées, dont du chlorométhane et du dichlorométhane. Pour les scientifiques impliquées dans la mission, cela ne fait aucun doute : toutes ces molécules chlorées sont la conséquence de la présence des perchlorates. Chauffés à haute température en présence des perchlorates, la matière organique est décomposée dans les fours à pyrolyse, pour donner naissance à de l'eau, du dioxyde de carbone et quelques molécules chlorés. Le même mécanisme s'est produit quarante années auparavant avec le GC-MS des Viking. Contrairement à ce qui a été dit et redit depuis maintenant plusieurs décennies, les sondes Viking ont donc bel et bien détectées de la matière organique sur Mars en 1976 !

La découverte de perchlorates sur Mars remet donc complètement en cause les conclusions tirées de l'absence de matériaux organiques sur Mars. Les résultats du GC-MS ne peuvent plus servir d'arguments pour étayer la thèse officielle, qui expliquait par des réactions chimiques et non biologiques, les données des détecteurs de vie, en particulier celles du Labeled Release. D'un autre côté, les perchlorates pourraient aussi expliquer les données acquises par les expériences Gas Exchange et Labeled Release. En se décomposant dans la chambre de culture du premier, des molécules dérivées des perchlorates auraient été responsable du dégagement d'oxygène. Sous l'effet des rayons cosmiques, ces mêmes perchlorates pourraient donner naissance à des composés similaires à ceux présents dans l'eau de javel, et dégrader le bouillon de culture utilisé par Gilbert Levin, provoquant le dégagement de dioxyde de carbone enregistré par le détecteur. Après tout ce temps, l'énigme posée par les Viking est donc toujours d'actualité, ce qui est assez remarquable quand on y pense. A lui seul, ce fait donne une bonne idée de l'extrême difficulté à laquelle les exobiologistes sont confrontés dans leur quête de vie sur d'autres planètes que la Terre.

En ce qui concerne l'étude de la matière organique sur Mars, les perchlorates changent aussi complètement la donne. Il semble désormais indispensable de développer des techniques d'analyse de la matière organique différentes de celle mise en œuvre avec un GC-MS à volatilisation thermique. Or, cet instrument a été employé plusieurs fois depuis les missions Viking. Ainsi, l'instrument TEGA de l'atterrisseur Phoenix, qui s'est rendu sur le pôle nord de Mars, était un analyseur thermique dédié à l'étude de composés volatils comme l'eau, le dioxyde de carbone et la matière organique, et dont le principe reposait sur un chauffage des échantillons à haute température, et une analyse par spectrométrie de masse. Le rover Curiosity embarque un GC-MS (SAM) qui semblait plus approprié à l'étude de la matière organique martienne. Outre le mode de volatilisation thermique classique, qui fait appel à un chauffage agressif, l'instrument dispose également d'une fonction de dérivatisation, qui permet de rendre chimiquement volatile la matière organique, sans nécessité de chauffage. Hélas, il semble que des problèmes techniques aient empêché les scientifiques de tirer pleinement parti de ce mode d'analyse pourtant très pertinent au vu des problématiques martiennes. Un autre mode prometteur pour volatiliser les composés organiques est la désorption laser, qui devrait notamment être mis en œuvre sur l'instrument MOMA du rover européen ExoMars, dont le lancement est prévu pour 2018.

Les détecteurs du futur

L'analyse de la matière organique n'est pas le seul domaine dans lequel les techniques d'investigation vont devoir progresser. Il en est de même pour les détecteurs de vie. Si nous nous décidons enfin, quarante années plus tard, à retourner sur Mars pour y conduire une véritable recherche exobiologique, il deviendra impératif de développer des instruments plus fiables et plus précis que le laboratoire biologique des atterrisseurs Viking, qui était pourtant à l'époque une merveille de technologie. Quels sont les pistes que les exobiologistes du 21e siècle pourront suivre, pour mener à bien la quête d'une vie sur la planète rouge, et résoudre enfin le puzzle que nous a posé notre première, et timide, tentative ?

Assez étrangement, les outils permettant de détecter presque à coup sûr de la vie sur Mars sont utilisés chaque jour dans de très nombreux laboratoires terrestres. Contrairement aux Viking, les scientifiques et les ingénieurs n'auront donc plus à se torturer les méninges pour accoucher de détecteurs biologiques efficaces. Les techniques nécessaires font désormais partie de notre quotidien, et sont mises en œuvre de façon tout à fait banale, par exemple dès que vous vous rendez dans un laboratoire d'analyse biologique pour y effectuer une prise de sang, que l'objectif de l'analyse soit une détermination du groupe sanguin ou la recherche d'un agent pathogène. Les progrès réalisés depuis quelques décennies dans les domaines de la microbiologie et des biotechnologies sont effectivement étourdissants. Des kits permettant de purifier l'ADN, de le séquencer ou de modifier génétiquement des microorganismes sont disponibles à la vente pour un coût très faible, et sont couramment utilisés dans les salles de classe des lycées comme outils pédagogiques.

A l'époque des Viking, les techniques classiques utilisées en microbiologie consistaient à cultiver les germes sur des milieux liquides (en tube) ou solide (en boîte de pétri), comme au temps de Louis Pasteur. Depuis, nous avons fait un bond spectaculaire en avant, et les microbiologistes disposent désormais d'outils permettant de traquer les biomolécules constitutives d'une multitude de germes, même quand ces derniers sont présents en d'infimes quantités. Grâce aux séries policières, n'importe qui sait désormais que l'ADN peut servir à confondre un criminel, et ce de manière définitive, sans qu'il puisse exister la moindre ambiguïté. Les avancées biotechnologiques permettent aujourd'hui de lire le code génétique d'un seul et unique fragment d'ADN microscopique, grâce à des techniques d'amplification (le brin est recopié un grand nombre de fois) et de séquençage évoluées. Il est amusant de constater que ces techniques tirent leur pouvoir de l'utilisation de molécules biologiques comme les enzymes. Finalement, l'outil le plus puissant pour détecter de la vie, c'est la vie elle-même.

L'ADN n'est qu'un exemple pour illustrer les techniques de détection de vie actuelles. Il est en effet peu probable qu'un organisme martien possède un ADN similaire à celui des organismes terrestres, ni même qu'il emploie ce type de molécules pour stocker l'information de son code génétique. Les détecteurs de vie qui seront envoyés sur Mars rechercheront en fait des centaines de biomolécules de tailles variées : acides nucléiques servant au stockage de l'information génétique (ADN/ARN ou dérivés), acides aminés (c'est ainsi que l'on nomme les briques à partir desquelles les protéines sont formées), enzymes diverses et variées (protéines capables de catalyser des réactions chimiques indispensables à la vie, en rentrant dans le composition de nombreuses structures cellulaires, comme les parois), sucres, simples ou complexes (polysaccharides), et bien d'autres molécules encore, comme des bio-marqueurs présents dans des fossiles. Les molécules complètes ne sont pas les seules à pouvoir être identifiées. Des fragments extrêmement divers, qui peuvent par exemple résulter d'une décomposition, peuvent aussi tout à fait être mis en évidence, et permettre de remonter à la molécule source.

Les méthodes capables d'identifier de façon certaine et rapide un aussi grand nombre de molécules sont qualifiés de méthode immuno-enzymatique, car elles s'appuient sur des molécules du système immunitaire, des anticorps, ainsi que des enzymes. L'une des applications les plus connues est le test ELISA, qui a permis de simplifier considérablement la détection du virus du SIDA dans des prélèvements de sang.

Le principe (simplifié) d'une méthode immuno-enzymatique est le suivant : l'échantillon qui doit être testé est mis en contact avec une solution contenant de nombreux anticorps, chacun étant dirigé contre une cible bien spécifique (ADN, acides aminés, sucres, etc.). Ces anticorps sont également porteurs d'un marqueur fluorescent, qui joue le rôle de lanterne. Si la cible d'un anticorps est présente dans l'échantillon, l'anticorps en question va se lier à elle, et y rester accroché. Le complexe ainsi formé, union de l'anticorps et de sa cible, sera détecté grâce à un laser : celui-ci va exciter la lanterne fluorescente, qui va ainsi se mettre à luire dans l'obscurité. Les méthodes immuno-enzymatiques sont souvent mises en œuvre sous la forme d'une bio-puce. Il s'agit d'une petite surface, généralement de quelques centimètres carrés, sur laquelle ont été fixés, dans des cases minuscules prévues à cet effet, tous les anticorps potentiellement intéressants. L'ensemble des réactions du test ont lieu au niveau de la bio-puce. Le système est donc, par nature, déjà miniaturisé, un avantage énorme dans le domaine spatial.

Sur Terre, les êtres vivants utilisent des millions de biomolécules, dont l'inventaire complet est impossible. Dans le cadre d'une mission martienne, il n'est bien entendu pas question d'en rechercher autant. Les détecteurs biologiques se focaliseront donc sur des molécules universelles, rencontrées chez la presque totalité des êtres vivants, des plus simples (bactéries) aux plus complexes. C'est par exemple le cas de l'ATP (adénosine triphosphate), une petite molécule permettant de transporter de l'énergie et mise en œuvre dans n'importe quel type de métabolisme, du plus banal au plus exotique. L'ATP se détecte couramment par bioluminescence, grâce à un couple d'enzymes produites par les lucioles, la luciférine et la luciférase. Les lucioles sont effectivement capables de produire leur propre lumière, en attaquant un substrat, la luciférine à l'aide d'une enzyme, la luciférase, le tout en présence d'ATP. Il suffit donc d'ajouter un peu d'échantillon à tester à un mélange luciférine et luciférase à une température adéquate : si le tube à essai se met à luire dans l'obscurité, c'est que l'échantillon en question contenait de l'ATP, et donc de la vie.

La démarche de détection pourra aussi s'axer sur des biomolécules présentant un intérêt significatif sur Mars, comme des protéines impliquées dans la résistance au froid, la réparation des dommages causés par les ultraviolets ou les rayons cosmiques sur les chaines des acides nucléiques (ADN/ARN), l'extraction d'énergie de certains composés minéraux présents dans les roches et les sols (fer, sulfates), ou encore la dégradation de poisons cellulaires comme les perchlorates.

La chiralité (stéréo-isomérie) sera également très intéressante à rechercher. Les molécules organiques, dont le squelette est constitué d'atomes de carbone, présentent la particularité de pouvoir exister sous deux formes, non superposable et image l'une de l'autre dans un miroir, un peu comme une paire de gants. L'une de formes est appelée L, l'autre est appelée D. Pour une raison totalement inconnue, la vie terrestre a fait son choix il y a très longtemps, et a décidé de s'y tenir depuis lors. Sur notre planète, tous les êtres vivants sans exception utilisent des acides aminés L. Cette asymétrie est une signature du vivant, à tel point que l'ingestion d'acides aminés D peut dans certains cas conduire à la mort. De la même manière, mais à l'inverse des acides aminés, les sucres sont tous sans exception de la forme D. Encore une fois, nous ne savons pas pourquoi, mais c'est une règle qui n'a pas d'exception dans le monde vivant. Lorsqu'elles sont formées par des réactions purement chimiques, les molécules organiques forment un mélange, dit racémique, caractérisé par 50 % de forme D et 50 % de forme L. Au contraire, les biomolécules terrestres affichent une préférence fondamentale pour l'une ou l'autre forme.

On voit donc l'intérêt qu'il y aurait à étudier la chiralité des molécules organiques martiennes. Un mélange racémique indiquerait probablement une origine abiogénique, même si une racémisation naturelle de molécules qui ne l'étaient pas au départ peut se produire sur des millions d'années. Au contraire, la prédominance de l'une des formes, D ou L, serait un indice sérieux d'une origine biogénique. De plus, l'identification de microorganismes utilisant des acides aminés D ou des sucres L signerait à coup sûr une seconde genèse, c'est à dire l'apparition sur Mars d'une vie totalement indépendante de la vie terrestre. A ce sujet, il est intéressant de noter que les molécules utilisées par Gilbert Levin pour fabriquer le bouillon de culture de son instrument Labeled Release étaient présentes en mélange racémique (formes D et L). Quels résultats auraient été obtenus en utilisant uniquement la forme D ou L ?

Reste finalement la question de savoir si nous aurons le courage d'envoyer de nouvelles missions là-bas. Comme nous l'avons vu, et contrairement à ce que tout le monde pensait à l'époque, la mission Viking, bien loin de dynamiser l'exploration martienne, a contribué à son arrêt brutal. Après le décollage des sondes Viking en 1975, aucun autre engin ne sera envoyé vers la planète rouge par la NASA avant 1992, soit une période de gel complet de presque 20 ans. La principale cause en est connue : les résultats décevants et ambigus des détecteurs de vie, qui ont eu raison de l'enthousiasme du congrès et du public. Si une mission à visée exobiologique est lancée vers la planète rouge, et qu'elle revient à nouveau avec des résultats négatifs ou inexploitables, de très nombreuses personnes prédisent un arrêt définitif du programme d'exploration martien. Le monde se désintéressa de Mars, et, d'une certaine manière, avec raison. La quête de formes de vie extraterrestres ne cessera pas pour autant, et elle continuera très certainement avec le champ très prometteur des exoplanètes. Mais pour Mars, ce sera un nouveau crépuscule.

Un Viking ne meurt jamais

Pour arracher à la planète rouge son plus intime secret, il faudra donc y retourner. Les futures sondes ne pourront pas se contenter d'égratigner la surface ou de pousser un caillou, comme l'a fait Viking. Il sera nécessaire d'explorer l'intérieur des roches et le sous-sol en profondeur, en forant. Mais cela ne suffira sans doute pas. Les signes d'une éventuelle vie martienne pourraient être si subtils que l'équipement nécessaire pour les détecter de manière définitive pourrait se révéler trop lourd et complexe pour être embarqué sur une sonde spatiale ou un rover, malgré nos avancées technologiques.

Pour s'en convaincre, il suffit de comparer les résultats retournés par les différents engins envoyés vers la surface de Mars depuis Viking, comme le petit rover Sojourner (dont la charge instrumentale était limitée), l'atterrisseur Phoenix (qui a connu bien des déboires en essayant de prélever de la glace) ou encore le laboratoire mobile Curiosity, avec ceux recueillis lors de l'étude de la météorite martienne ALH84001. Cette pierre, célèbre pour avoir défrayé la chronique en 1996, est probablement le roc le mieux connu du système solaire à l'heure actuelle. La liste des analyses auquel il a dû faire face donne le tournis, et donne une petite idée des limitations des investigations menées in-situ, par des robots, à la surface des autres planètes.

Face à ce constat, il est tout à fait possible que l'énigme de la vie sur Mars ne puisse être résolue qu'avec des missions de retour d'échantillons, qui vont consister à collecter sur Mars des échantillons de roches, de sols et d'atmosphère, avant de les ramener sur Terre pour les étudier. Reste à savoir où il faudra se poser pour prélever les matériaux les plus pertinents et prometteurs. Ce sera l'objectif des prochaines sondes, comme le rover prévu pour 2020 par la NASA, et qui sera calqué sur Curiosity, le rover ExoMars de l'agence spatiale européenne, ou encore la mission Icebreaker Life, elle aussi américaine, et qui se propose de retourner sur les pôles pour forer la glace et l'analyser avec un détecteur immuno-enzymatique baptisé SOLID.

Il ne fait aucun doute que la découverte de bactéries ou d'algues sur Mars, vivantes ou fossiles, constituerait l'une des découvertes les plus importantes de toute l'histoire de l'humanité. Premier pas fondamental dans notre compréhension de la vie dans l'Univers, elle pourrait changer à jamais notre vision du monde. C'est sans doute pourquoi, quarante années après leur atterrissage sur Mars, les sondes Viking continuent de faire parler d'elles. D'une certaine manière, les expériences qui ont été conduites sur place n'ont jamais été autant d'actualité que maintenant. C'est bien connu, un Viking ne meurt jamais.

Pour en savoir plus :

Go ! Chroniques martiennes : L'élément corrosif du sol martien enfin identifié ?
Go ! Chroniques martiennes : La vie martienne aurait pu échapper aux sondes Viking.

La mission Viking est le résultat d'une longue histoire. En 1965, après la réussite du premier survol de Mars par Mariner 4, la NASA avait l'intention de profiter des prochains créneaux de lancement pour envoyer sur place une sonde plus perfectionnée, Mariner B, qui disposait notamment d'une capsule d'atterrissage (Crédit photo : NASA/JPL).

Le projet Mariner B ne verra jamais le jour, mais donnera naissance à un projet encore plus ambitieux, Voyager. Cette mission consistait à lancer vers Mars une sonde imposante, formée d'un orbiteur et d'un atterrisseur. Celui-ci aurait dû embarquer une charge utile conséquente, dont plusieurs détecteurs biologiques comme le Wolf Trap ou Gulliver, présentés ci-dessous. Comme Mariner B, Voyager finira aussi par être annulée (Crédit photo : NASA/JPL).

Dessin d'artiste couleur de la sonde Voyager (Crédit photo : NASA/JPL).

Année 1976. La sonde Viking est en approche de la planète rouge. Le module destiné à se poser, encapsulé dans son bouclier de protection biologique, est attaché en position basse sous l'orbiteur, dont on distingue ici les panneaux solaires, l'antenne grand gain ainsi que le moteur principal. Sur le globe martien, la représentation d'une vallée de débâcle suggère l'écoulement, dans un passé plus ou moins lointain, d'eau liquide. Que va découvrir Viking sur Mars ? (Crédit photo : droits réservés).

Avant la mission Viking, les scientifiques estimaient que la planète rouge pouvait tout à fait accueillir des formes de vie évoluées. Ainsi, en 1957, des spectres infrarouges de la surface de Mars obtenus depuis la Terre permirent la découverte de bandes d'absorption spécifiques, appelées bandes de Sinton. Apparemment dues à des molécules organiques, elles avaient été interprétées comme preuve de l'existence d'une végétation. Cliquez sur l'image pour l'agrandir (Crédit photo : droits réservés).

Carl Sagan, photographié devant un modèle de l'atterrisseur Viking dans la vallée de la Mort (Death Valley) aux Etats-Unis, durant le tournage de la série Cosmos. Exalté par la quête d'une vie sur Mars, le célèbre astronome et vulgarisateur scientifique m'avait pas manqué d'idées pour conduire la recherche. Il avait ainsi proposé que les caméras des Viking disposent d'un projecteur nocturne, pour pouvoir surprendre d'éventuelles créatures qui se seraient déplacées de nuit, malgré les températures glaciales, autour de l'atterrisseur. Estimant que la probabilité n'était pas nulle de rencontrer des formes de vie évoluées de grandes tailles (macrobes), il avait aussi suggéré la dépose de nourriture autour de la sonde (il n'y a aucune raison de ne nourrir que les bactéries !). L'homme, on le voit, avait le courage d'aller aux limites du plausible (Crédit photo : Bill Ray).



Quelques-unes des fantastiques créatures que les scientifiques imaginaient sur Mars, avant les missions Viking. Animales ou végétales, on ne sait guère, mais la créature du dessous semble posséder des plaques protectrices, sous lesquelles se trouvent des parties molles. Le dessinateur avait donc conscience de l'importance de se protéger contre un rayonnement solaire hostile. La réalité documentée par les atterrisseurs sera hélas plus décevante (Crédit photo : droits réservés).

La première image en couleur renvoyée par l'atterrisseur Viking 1 peu après son arrivée sur Chryse Planitia. Aucune bestiole ne pointe son nez à l'horizon (Crédit photo : NASA/Langley).

L'expérience Gulliver (ici dans sa version 3) était tout droit sortie de l'imagination de Gilbert Levin. Son fonctionnement était sensiblement identique à celui de l'expérience Labeled Release, excepté le dispositif de collecte, particulièrement original. Gulliver comportait deux filins de 7,5 mètres de long terminés par un projectile métallique. Le fil était enduit d'une couche de graisse siliconé, ce qui le rendait collant. Une fois lancé à la manière d'un mortier, le projectile était ramené à l'intérieur de l'appareil, avec les particules de sols et de poussière qui avaient adhéré à la surface gluante du câble. La chambre de mesure était scellée, puis remplie avec le contenu d'une ampoule préalablement brisée. Le milieu de culture ajouté contenait des substances organiques marquées par un atome de carbone radioactif. Si des microorganismes étaient présents, ils pouvaient métaboliser les molécules organiques et libérer du carbone radioactif, qui était alors détecté par un compteur Geiger. L'une des chambres de culture contenait un poison et jouait le rôle de témoin négatif. Cependant, à cause de la nature particulière du dispositif de collecte, cette chambre de contrôle ne recevait pas le même échantillon que la chambre de culture (Crédit photo : droits réservés).

Un modèle de l'instrument Wolf Trap, dont le principe consiste à mesurer l'opacification d'un milieu de culture après inoculation d'une petite quantité de sol martien. En se développant dans un liquide initialement limpide, les bactéries finissaient par le rendre trouble. Le dispositif de prélèvement est visible en bas à droite. L'instrument, initialement sélectionné pour faire partie de la mission Viking, sera finalement annulé, une décision qui affectera énormément son concepteur (Crédit photo : droits réservés).

Diagramme technique de l'instrument Wolf Trap. Cliquez sur l'image pour l'agrandir (Crédit photo : NASA/JPL).

Le cratère d'impact Vishniac (image Mariner 7)

Le 5 août 1969, la sonde américaine Mariner 7 survole Mars à une altitude de 4200 kilomètres et enregistre toute une série d'images. L'une d'entre elles montre la région polaire australe. On distingue deux cratères accolés, l'un de 80 km de diamètre et l'autre de 50 km. L'ensemble ressemble à une empreinte de pied géante, qu'accentue encore la géométrie oblique de la prise de vue. Le cratère d'impact le plus important a été baptisé Vishniac en l'honneur de Wolf Vishniac, un microbiologiste américain de l'université de Rochester qui avait proposé un détecteur biologique original pour la mission Viking. En 1973, en voulant récupérer l'un de ses pièges à microbe en Antarctique, Vishniac dérape sur une pente glacé et effectue une chute mortelle (Crédit photo : NASA/JPL).

Un microscope miniature couplé à une caméra vidicon avait été proposé pour rechercher des formes de vie dans le sol martien. L'instrument ne comportait aucune partie mobile. Un aérosol permettait d'aspirer et de déposer des particules de sol sur une plaque d'observation, située à une distance fixe de l'objectif grossissant (Crédit photo : NASA/JPL).

Viking Lander

Les atterrisseurs Viking avaient pour objectif principal de rechercher des traces de vie dans le sol martien, grâce à un laboratoire biologique très sophistiqué comportant trois détecteurs. L'instrument GC-MS, capable d'identifier des molécules organiques, appuyait les analyses. Le cylindre métallique qui traîne sur le sable n'est autre que le capuchon de protection du bras mécanique de Viking (Crédit photo : NASA/JPL).

La mise au point des détecteurs biologiques pour Viking s'est accompagnée d'une intense réflexion sur le sujet passionnant mais contraignant de la protection planétaire. Avant d'être montés sur les fusées Titan III E, les deux atterrisseurs ont été complètement stérilisés de manière à éviter d'une part de fausser les expériences biologiques et d'autre part de contaminer les éventuels écosystèmes martiens. Les deux engins (enfermés dans un bouclier biologique), ont été chauffés par un flux d'azote porté à 113°C pendant plusieurs dizaines d'heures. Une opération à haut risque qui pouvait endommager les fragiles systèmes de bord (Crédit photo : NASA).

En plus de la stérilisation de la sonde, indispensable pour ne pas compromettre les expériences de détection de vie avec des organismes terrestres, les atterrisseurs Viking devaient aussi impérativement éviter de polluer les sites d'atterrissage avec les jets brûlants des rétrofusées. De façon à minimiser le plus possible l'altération de la surface située autour des engins, les propulseurs avaient été conçus pour perturber le moins possible le sol, que ce soit physiquement ou chimiquement. La solution élégante mise au point par les ingénieurs a consisté à doter chaque propulseur de 18 petites tuyères, chacune orientées dans une direction différente, pour répartir au maximum les gaz d'échappement (hydrogène, azote et ammoniaque). Suite à la réception des résultats des détecteurs biologiques, des observateurs ont cependant émis l'hypothèse que les bactéries martiennes avaient pu être tuées par le souffle toxique des moteurs fusées (Crédit photo : Cosmos/droits réservées).

Le bras mécanique de l'un des deux atterrisseurs Viking en train de prélever un échantillon de sol. Le bon fonctionnement du bras était fondamental pour pouvoir alimenter les détecteurs biologiques des atterrisseurs. La conception du bras était assez ingénieuse. Ce dernier était composé d'une tête rotative à 180°, fixée sur un bras télescopique de 3 mètres de longueur. Celui-ci était lui-même formé par deux rubans d'acier soudés entre eux. Quand le bras était en position d'extension, les deux rubans constituaient un tube rigide, mais quand le bras était rétracté, ils s'aplatissaient pour venir s'enrouler autour d'une bobine rotative, à la façon d'un treuil. La tête comportait un godet muni d'un couvercle amovible, ainsi qu'une lame excavatrice attachée en position inférieure. Pour remplir le godet, l'atterrisseur soulevait le couvercle et étendait le bras vers le sol. Le couvercle était alors rabaissé tandis que le bras était rétracté vers la plateforme. Le sommet du couvercle comportait un ensemble de perforations de 2 millimètres de diamètre jouant le rôle de tamis. Pour déverser un échantillon dans les instruments de mesure, la tête était positionnée au-dessus des entonnoirs, avant d'être inversées et de vibrer. Les détecteurs de vie et le GC-MS possédaient leur propre tamis pour contrôler finement la taille des particules qu'ils pouvaient admettre sans risque. Pour creuser des tranchées, la lame excavatrice était dépliée, et le bras était rétracté. D'autres accessoires étaient présents sur le bras, comme un plumeau, des aimants et des capteurs de températures. D'une certaine manière, le dispositif de collecte des Viking était un instrument à part entière (Crédit photo : droits réservés).

Dessin d'artiste du bras des sondes Viking en train de creuser une tranchée à la surface de Mars. L'extension mécanique des atterrisseurs paraît ici légèrement inquiétante (Crédit photo : NASA).

Représentation simplifiée de l'instrument Pyrolytic Release. Ce détecteur de vie permettait la mise en évidence d'organismes autotrophes, capables de fabriquer leur propre matière organique par photosynthèse. Un échantillon de sol est incubé sous une atmosphère martienne simulée (dioxyde de carbone CO2 et monoxyde de carbone CO). Les deux composés sont radioactifs, le carbone étant sous la forme de carbone 14. Une lampe au xénon fournissait une source de lumière simulant le soleil. Après 5 jours d'incubation, les gaz sont extraits de l'incubateur et le sol est pyrolysé à 625°C. Les vapeurs chaudes sont ensuite analysées pour détecter la présence de carbone 14 radioactif, qui prouvait alors l'assimilation de carbone par le sol. Cliquez sur l'image pour l'agrandir (Crédit photo : Pascal Pineau/Science & Vie Junior).

Diagramme technique de l'instrument Pyrolytic Release des atterrisseurs Viking. Des trois détecteurs biologiques embarqués sur Viking, cet instrument était le seul conçu pour fonctionner dans des conditions qui se rapprochaient le plus de celles régnant à la surface martienne. Cliquez sur l'image pour l'agrandir (Crédit photo : NASA/JPL).

Représentation simplifié de l'instrument Gas Exchange. Ce détecteur de vie était focalisé sur l'identification d'organismes hétérotrophes, consommateurs de matière organique. Dans une chambre de culture, un échantillon de sol est humidifié avec un bouillon nutritif contenant de nombreuses molécules organiques, le tout sous une atmosphère martienne simulée. Après plusieurs jours d'incubation, les gaz émis (H2, N2, CO2, O2, CH4) étaient analysés grâce à un chromatographe. Cliquez sur l'image pour l'agrandir (Crédit photo : Pascal Pineau/Science & Vie Junior).

Diagramme technique de l'instrument Gas Exchange des atterrisseurs Viking. Cliquez sur l'image pour l'agrandir (Crédit photo : NASA/JPL).

Représentation simplifiée de l'instrument Labeled Release, voué lui aussi à la détection d'organismes hétérotrophes. Un échantillon de sol est humidifié avec un bouillon nutritif contenant des molécules organiques marquées (grâce à des atomes de carbone radioactifs). Après 10 jours d'incubation, le CO2 radioactif éventuellement produit par des micro-organismes en développement est mesuré par le biais d'un compteur Geiger. Cliquez sur l'image pour l'agrandir  (Crédit photo : Pascal Pineau/Science & Vie Junior).

Diagramme technique de l'instrument Labeled Release des atterrisseurs Viking. Cliquez sur l'image pour l'agrandir (Crédit photo : NASA/JPL).

Schéma technique du laboratoire de microbiologie des atterrisseurs Viking (détail)

Le laboratoire biologique des atterrisseurs Viking était une véritable merveille de technologie. L'ensemble des instruments tenait dans un cube de 30 cm de côté et pesait 15 kg, alors que le même équipement sur Terre occupe normalement une pièce entière. L'ensemble fut particulièrement difficile à mettre au point, et les budgets furent allégrement dépassés. Pour réduire les coûts, les détecteurs ne furent pas testés de façon exhaustive sur Terre, ce qui aura des conséquences sensibles sur l'interprétation des résultats. Cliquez sur l'image pour l'agrandir (Crédit photo : NASA/JPL).

Schéma interne du GC-MS des atterrisseurs Viking. L'appareil est un pyrolyseur couplée à une colonne de chromatographie, elle-même reliée à un spectromètre de masse à secteur magnétique. L'appareil pesait 19 kg. Cliquez sur l'image pour l'agrandir (Crédit photo : NASA/JPL).

Voici ce qui aurait pu être le document le plus important de toute l'humanité. Le 30 juillet 1976, l'instrument Labeled Release mis au point par Gilbert Levin détecte de la vie sur la planète Mars. Le graphique, signé par les scientifiques présents au moment de la réception des données, indique le volume de dioxyde de carbone (CO2) libéré en fonction du temps. La courbe obtenue est typique de la croissance d'un microorganisme dans un milieu de culture qui n'est pas renouvelé. Lors de la préparation de la mission, des résultats similaires ont été obtenus avec des échantillons de sols terrestres contenant une forte population de bactéries. Une fois stérilisé pendant trois heures à 160°C, le sol martien ne montrait plus aucune réaction, ce qui renforçait d'autant l'interprétation biologique de l'expérience (Crédit photo : Gilbert Levin).

Données de l'expérience Labeled Release (Viking1, cycle 1)

Données de l'expérience Labeled Release (Viking 1), pour le cycle n°1. Suite à l'injection du liquide nutritif, on observe un fort dégazage dans les deux premières heures, suivi d'une stabilisation. Une seconde injection ne provoque pas de réaction, mais au contraire une absorption du CO2, par suite de la dissolution du gaz dans le liquide. De toutes les données obtenues par l'instrument, c'est la seule qui ne colle pas avec une explication biologique. Cliquez sur l'image pour l'agrandir (Crédit photo : NASA/JPL).

Données de l'expérience Labeled Release (Viking1, cycle 2)

Données de l'expérience Labeled Release (Viking 1), pour le cycle n°2. La stérilisation à 160°C a inactivé l'agent responsable de la digestion du bouillon de culture. Cliquez sur l'image pour l'agrandir (Crédit photo : NASA/JPL).

Données de l'expérience Labeled Release (Viking1, cycle 3)

Données de l'expérience Labeled Release (Viking 1), pour le cycle n°3. Ce test, qui comporte trois injections et des incubations longues, confirme en tout point les données obtenues lors du premier essai. Cliquez sur l'image pour l'agrandir (Crédit photo : NASA/JPL).

Données de l'expérience Labeled Release (Viking1, cycle 4)

Données de l'expérience Labeled Release (Viking 1), pour le cycle n°4. L'échantillon de sol, stocké pendant 140 sols dans la cale de l'atterrisseur, ne montre plus d'activité. Cliquez sur l'image pour l'agrandir (Crédit photo : NASA/JPL).

Vue Viking 2

Une vue du site d'atterrissage prise par l'atterrisseur de Viking 2 sur Utopia. Le sol martien est continuellement frappé par le rayonnement UV et contiendrait des substances fortement oxydantes. Ces deux éléments rendraient la surface martienne impropre à toute vie, et expliquerait les réactions enregistrées par les détecteurs de vie, ainsi que l'absence de matière organique (Crédit photo : NASA/Langley).

Chewbaca

Malgré la controverse des Viking, principalement due à son instrument, Gilbert Levin n'a jamais cessé de s'intéresser à la problématique de la vie sur Mars. Au sein sa société, Biospherics Incorporated, il a mis au point un nouveau détecteur basé sur l'expérience Labeled Release et surnommé Chewbaca. Les fans de la Guerre des Etoiles apprécieront (Crédit photo : Biospherics Incorporated).

A côté des détecteurs biologiques, Gilbert Levin va également s'appuyer sur les images fournies par les caméras pour confirmer le résultat positif de son détecteur biologique. Après traitements d'images, des sortes de taches verdâtres apparaissent sur les roches. Pour Levin, leur nature ne fait aucun doute : il s'agit de lichens. Les spécialistes de l'imagerie ne pardonneront pas l'incartade du scientifique dans un domaine qu'il ne connaît pas. Les lichens de Levin seront bientôt un sujet de moquerie au sein de l'équipe Viking (Crédit photo : NASA/JPL).

Les tranchées creusées par le bras robotique de Viking 1 au niveau du secteur de Sandy Flats, sur Chryse Planitia, sont un témoignage bouleversant de l'ingéniosité humaine. Pourtant, malgré la somme des efforts consacrés à la mise au point des détecteurs de vie, ceux-ci ne parviendront pas à donner une réponse satisfaisante quant à la présence ou l'absence d'organismes vivants dans les échantillons de sol martien qui ont été prélevés. En fait, de part sa conception, le laboratoire biologique des Viking n'était pas capable de renvoyer des données objectives et non ambigües sur le sujet, mais à l'époque, personne n'en avait conscience. Plus de quarante années après les expériences Viking, on ne sait donc toujours pas si des microorganismes vivent ou non sur la planète rouge. Le Wolf Trap proposé par Vishniac, qui était complémentaire des trois autres détecteurs, aurait peut-être permis de trancher, mais rien n'est moins sûr. Quant à la question préoccupante de la présence de matière organique, raison d'être du GC-MS, le sujet a connu un rebondissement spectaculaire en 2008, suite aux analyses effectuées par l'atterrisseur Phoenix sur le sol de la région polaire nord. Des perchlorates, présents dans le sol à petite dose et distribués uniformément sur la planète par les tempêtes de poussière, empêchent l'analyse de la matière organique par la méthode traditionnelle du GC-MS à volatilisation thermique. Sans que l'on ne puisse rien y faire, les insidieux perchlorates décomposent les molécules organiques dès que le sol martien est chauffé, ne laissant derrière eux que des résidus chlorés sans la moindre valeur (Crédit photo : NASA/Langley).

Les microbiologistes utilisent des bioréacteurs (ou fermenteurs) pour faire croitre des micro-organismes, en vue de produire de la biomasse, ou de bénéficier d'une réaction biochimique particulière (par exemple pour obtenir un composé précis, non synthétisable par ailleurs). Le bioréacteur comporte une cuve chauffée, équipée d'un dispositif d'agitation et bardée de capteurs pour la mesure d'une foule de paramètres, comme la température, le pH, les gaz dissous, etc. L'ensemble n'est pas sans présenter quelques similitudes avec les instruments Gas Exchange ou Labeled Release. Les détecteurs biologiques des sondes Viking s'appuyaient effectivement sur la recherche d'une activité métabolique, que ce soit la synthèse de composés organiques en présence de lumière (photosynthèse), ou la dégradation de nutriments organiques avec libération de différents gaz (respiration cellulaire), pour rechercher de la vie sur Mars. Hélas, cette façon de procéder est inappropriée lorsque les échantillons à tester sont complexes et chimiquement actifs, comme c'est le cas pour le sol martien (Crédit photo : © Eppendorf).

L'étude du métabolisme occupe toujours un rôle important en microbiologie. L'image ci-dessus montre un système miniaturisé d'identification bactérienne assez génial (galerie API), qui permet d'identifier manuellement et facilement des familles de germes. Chaque cupule de la galerie est remplie avec un milieu de culture différent, qui permet de rechercher une activité particulière, comme la fermentation d'un sucre tel que le glucose (GLU), l'utilisation du citrate comme seule source de carbone (CIT), la production d'hydrogène sulfuré aux senteurs d'œuf pourri (H2S), la capacité à décomposer l'urée (URE) ou encore celle de dégrader le tryptophane, un acide aminé (IND). Cependant, pour que le test fonctionne, les cupules doivent être ensemencées avec une souche unique, préalablement isolée sur boite de pétri, puis mise en suspension dans une solution saline stérile. Il est évident que si l'on utilisait, au lieu d'une culture pure, des pincées d'un sol actif d'un point de vue chimique, comme le sol martien, les résultats ne seraient pas interprétables (Crédit photo : © Biomérieux).

Les futurs détecteurs de vie extraterrestres s'appuieront énormément sur les techniques immunologiques pour tenter d'identifier un grand nombre de biomolécules, comme les acides nucléiques (ADN/ARN), les acides aminés, les protéines et les sucres. Mettant en œuvre des anticorps possédant une forte affinité pour des cibles moléculaires d'intérêt exobiologique et équipés de lanternes fluorescentes, ces techniques s'avèrent désormais très prometteuses pour la recherche d'une vie présente, ou passée, sur la planète rouge (Crédit photo : Scientific American).

La recherche de formes de vie sur Mars est compliquée en raison du niveau de radiations délétères (ultraviolets et rayons cosmiques) frappant la surface, en l'absence d'un champ magnétique protecteur et d'une atmosphère épaisse et filtrante. Il sera donc nécessaire de diriger nos engins robotiques vers des secteurs favorisant la protection des microorganismes, ainsi que la préservation des molécules organiques. La glace des calottes, les dépôts salins, ou encore des roches fraîchement exhumées par l'érosion seront des lieux idéaux. Les températures très basses qui règnent au niveau des pôles ont également l'avantage de protéger la matière organique contre la dégradation thermique. On peut espérer que les différentes agences spatiales trouvent le courage d'emboîter le pas aux sondes Viking, et de continuer leur quête. Le rover européen ExoMars (ci-dessus), l'atterrisseur polaire américain Icebreaker (une sorte de Phoenix équipé d'un système de forage et d'un détecteur de vie de nouvelle génération), ou encore le rover prévu par la NASA en 2020, cousin de Curiosity, pourraient être en position de reprendre le flambeau (Crédit photo : ESA).

Résultats des expériences biologiques des atterrisseurs Viking

Nom de l'expérience Résultat Témoin Interprétation
Pyrolytic Release (PR) Détection de carbone Détection de carbone Pas de vie, la fixation du carbone atmosphérique est expliquée par l'action catalytique de la maghémite (oxyde de fer).
Gas Exchange (GEX) Emission d'oxygène Emission d'oxygène Pas de vie, l'émission d'oxygène est expliquée par l'action de molécules oxydantes.
Labeled Release (LR) Emission de gaz Pas d'émission Résultat compatible avec une activité biologique !

 

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