7 juin 2018

 

Curiosity explique le cycle du méthane martien en posant de nouvelles questions

 
Les données fournies par le rover martien Curiosity ont permis aux scientifiques de déterminer l'origine du cycle saisonnier du méthane observé sur Mars. Mais elles introduisent aussi une nouvelle question, en relation directe avec la possibilité d'une forme de vie ancienne.

Dans une première étude (Mars Methane at Gale Crater Shows Strong Seasonal Cycle), le Dr. Christopher Webster et son équipe avait démontré que de légères concentrations de méthane avaient été observées de façon saisonnière dans l'atmosphère martienne. Et ces variations avaient fait l'objet de débats passionnés.

En effet, l'apparition du méthane terrestre est essentiellement due à des bactéries anaérobies, soit une source biologique, forme de vie ayant précédé l'ensemble de l'évolution dont nous constituons l'aboutissement actuel, bien qu'elle soit toujours présente sur notre planète.

Sur Mars, plusieurs processus abiotiques ont été proposés en guise d'explication. Ainsi, la présence simultanée de divers matériaux détectés à la surface de la Planète rouge, tels certaines argiles ferromagnésiennes (smectites), d'olivine, de magnésite et de serpentine pourrait expliquer assez aisément la formation de méthane au terme d'un processus naturel mais complexe. Toutefois, la concentration de méthane observée par les instruments du rover Curiosity, qui évoluent de 0,24 à 0,65 parties par milliard (ppb) à la fin de l'été, si elles apparaissent faibles en comparaison de celle observée sur Terre (1800 ppb), se montrent incompatibles car largement supérieures à ce que pourrait produire un processus naturel.
 
 

 
Visualisation d'un dégagement de méthane dans l'atmosphère de Mars début 2009, pendant l'été de l'hémisphère nord martien. Crédit : Nasa / JPL.
 
Une nouvelle étude étendue sur l'observation de trois années martiennes, soit l'équivalent de 55 mois terrestres, depuis la sonde Curiosity, n'ont fait que confirmer l'existence de ce flux saisonnier nettement marqué, culminant dans l'hémisphère nord à la fin de l'été, tout en suggérant une relation avec les fluctuations de température du sol. Dans une étude parallèle, le Pr. Jennifer L. Eigenbrode et ses collègues ont analysé différents échantillons de sol prélevés par forage par Curiosity, qui ont révélé un certain nombre de composés organique différents.

Ainsi, les auteurs estiment que de nombreuses sources potentielles de méthane peuvent être stockées dans le sous-sol martien sous la forme de clathrates, soit d'hydroxyde de méthane, ce qui expliquerait la libération fluctuante de ce gaz dans l'atmosphère en fonction du réchauffement saisonnier.

Certains composés organiques avaient déjà été identifiés sur le site de Mudstone Sheepbed, dans le cratère Gale, où s'était posée la sonde Curiosity de la Nasa. Mais ici, de nouveaux échantillons provenant des monts Mojave et Confidence Hills, qui renferment des roches vieilles de trois milliards d'années, collectées et réchauffées afin d'analyser les molécules ainsi libérées, ont révélé la présence de plusieurs molécules organiques et de matières volatiles qui rappellent étrangement la roche sédimentaire riche en matières organiques existant sur Terre dont les thiophène, 2- et 3-méthylthiophènes, méthanethiol, et sulfure de diméthyle.

Les auteurs insistent sur le fait que beaucoup de molécules analysées ici ne diffèrent que par une seule chaîne latérale de carbone, et qu'elles peuvent très bien résulter d'une fracture depuis d'autres chaînes organiques plus complexes. Une hypothèse qui semble d'ailleurs confirmée par l'analyse directe de météorites d'origine martienne découvertes sur Terre.

Le méthane, trace fossile d'une vie martienne ?

S'il semble que la variation cyclique de la concentration en méthane de l'atmosphère martienne ne soit plus produite par une action bactérienne de surface, la question d'une vie présente ou passée sur la Planète rouge n'en n'est que déplacée… Car en effet, la présence de méthane, même sous la forme de clathrates, soit d'hydroxyde de méthane, constitue une nouvelle énigme.

Sur Terre, ce gaz est le principal constituant issu de la fermentation de matières organiques animales en l'absence d'oxygène, et est fabriqué par des archéobactéries vivant dans des milieux anaérobies, c'est-à-dire sans oxygène. Le méthane est, en effet, le seul hydrocarbure pouvant être obtenu grâce à un processus biologique naturel.

En conclusion, cette découverte, si elle semble infirmer la présence d'une vie martienne en surface, conforterait en réalité l'existence d'une forme de vie bactérienne dans un passé lointain, dont nous retrouvons la trace dans les météorites martiennes. A méditer…

Jean Etienne

Source principale :

Mars exhumes methane on a seasonal cycle, Curiosity reveals; rover also detects ancient organic matter (AAAS / Science).

 

 
 
Cette illustration montre comment le méthane du sous-sol pourrait trouver sa place à la surface où son absorption et sa libération pourraient produire une grande variation saisonnière dans l'atmosphère, comme observé par Curiosity. Les sources potentielles de méthane comprennent la méthanogenèse, la dégradation des composés organiques par les UV ou la chimie de l'eau et des roches; et ses pertes incluent la photochimie atmosphérique et les réactions de surface. Les saisons se réfèrent à l'hémisphère nord. Les données tracées proviennent de l'instrument TLSSAM de Curiosity. Source : NASA / JPL-Caltech.
 
 
 
 
Filons d'hydrate de méthane (clathrate, en blanc sur la photo) trouvés au large de l'Oregon (-1200 mètres environ) dans le premier mètre du sédiment.
 

 

 
 
 

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