Dans une vallée fluviale asséchée sur Mars, le rover Perseverance de la NASA a peut-être enfin trouvé sa raison d’être : des preuves d’une ancienne vie extraterrestre – et avec elles, une bouée de sauvetage pour le plan grandiose mais troublé de l’agence spatiale visant à ramener des matériaux de la planète rouge sur Terre.
Cette preuve de l’existence d’un éventuel tremblement de terre pourrait ressembler à un simple rocher, mais elle ne ressemble à aucun autre observé auparavant sur Mars. Surnommé « Cheyava Falls » d’après une caractéristique du Grand Canyon de la Terre, le rocher semble être un affleurement de mudstone de la taille d’une table basse, en forme de pointe de flèche. Mais ses caractéristiques visuelles les plus remarquables sont ses rayures rougeâtres et blanchâtres – les premières sont mouchetées de taches claires à bord sombre ressemblant à des taches de léopard. La couleur rouge provient probablement de l’hématite, un minéral de fer, selon l’équipe de Perseverance. Les études du rover ont révélé que les stries blanchâtres sont des veines de sulfate de calcium déposées par l’eau, et elles montrent que les bords sombres des curieuses « taches de léopard » contiennent des molécules de phosphate de fer – une nourriture potentielle pour les microbes affamés du sous-sol.
Les instruments de Perseverance montrent également que la roche contient des composés organiques, des molécules à base de carbone qui sont les éléments constitutifs de la vie telle que nous la connaissons. une trouvaille rare pour le rover, qui explore le cratère Jezero de la planète et ses environs depuis atterrir là-bas en février 2021. (Le précurseur de Perseverance, le rover Curiosity, également trouvé des matières organiques lors de ses explorations d’une autre région, le cratère Gale.)
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Prises de manière cumulative, les données de Perseverance montrent non seulement que l’eau s’est infiltrée il y a longtemps dans les chutes de Cheyava, mais aussi que la roche argileuse abritait autrefois d’autres conditions généralement associées à la vie microbienne. Dans les roches sédimentaires parsemées d’hématite sur Terre, des réactions chimiques peuvent créer des taches pâles et annelées similaires, et ces réactions libèrent de l’énergie qui peut soutenir les organismes unicellulaires dans la roche.
C’était plus que suffisant pour obliger l’équipe Perseverance à ordonner au rover de forer et de stocker une partie de la roche dans l’un des ses tubes à échantillons pour une éventuelle récupération et livraison sur Terre par de futures missions. Ce plan de récupération d’échantillons de Mars, baptisé Mars Sample Return (MSR), est une collaboration entre la NASA et l’Agence spatiale européenne (ESA). Il est géré par le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, qui a également construit et exploite Perseverance. Cependant, des retards importants dans le calendrier et des dépassements budgétaires de plusieurs milliards de dollars ont propulsé le projet dans l’impasse. incertitude. MSR est actuellement en cours de replanification pour trouver un moyen plus rapide et moins cher pour ramener sur Terre les caches d’échantillons précieux de Persévérance.
« Les chutes Cheyava sont la roche la plus déroutante, la plus complexe et potentiellement la plus importante jamais étudiée par Perseverance », a déclaré Ken Farley, scientifique du projet Perseverance au California Institute of Technology, dans un article du 25 juillet. Déclaration de la NASA annonçant la découverte. « D’un côté, nous avons la première détection convaincante de matière organique, des taches colorées caractéristiques indiquant des réactions chimiques que la vie microbienne pourrait utiliser comme source d’énergie, et des preuves évidentes que l’eau – nécessaire à la vie – a traversé la roche. D’un autre côté, nous n’avons pas été en mesure de déterminer exactement comment la roche s’est formée et dans quelle mesure les roches voisines ont pu réchauffer les chutes Cheyava et contribuer à ces caractéristiques. »
Comment le rocher a-t-il obtenu ses taches ?
L’équipe de Perseverance a repéré et ciblé le rocher fin juin alors que le rover parcourait le versant nord de la vallée de la Neretva, un canal d’un demi-kilomètre de large creusé il y a des siècles par une rivière se jetant dans le cratère de Jezero, qui abritait autrefois un grand lac et un système de delta. Alors que les premières observations du rocher par Perseverance parvenaient lentement jusqu’à la Terre sous forme d’ondes radio, l’équipe de plus en plus étonnée a commencé à se démener frénétiquement 24 heures sur 24 pour recueillir autant de données que possible – et un échantillon crucial – avant que le rover ne doive se diriger vers d’autres cibles préétablies.
Prise par le rover Perseverance le 18 juillet 2024, cette image en gros plan de la roche martienne « Cheyava Falls » révèle plusieurs caractéristiques intrigantes. Des bandes de matière rougeâtre, riche en fer et remplies de dépôts minéraux de type « taches de léopard » courent entre des veines blanches de sulfate de calcium parsemées de cristaux d’olivine verts. Les scientifiques n’ont pas encore complètement déchiffré cet étrange mélange de minéraux, qui pourrait être la preuve de l’existence d’anciens microbes martiens.
Les chutes de Cheyava se sont peut-être formées à l’origine à partir de boues cimentées sur le lit de la rivière, les veines de sulfate de calcium visibles ayant été déposées plus tard par des fluides riches en minéraux s’infiltrant à travers des fissures dans la roche. Mais ce scénario simple est compliqué par autre chose que Perseverance a aperçu dans les veines de la roche : de minuscules cristaux d’olivine, un minéral verdâtre qui se forme à partir du magma. La présence de ce minéral dans les veines, selon les scientifiques du rover, pourrait signifier que l’olivine et le sulfate ont été transportés dans la roche par des flux d’eau inhospitaliers et chauds – et que les taches de léopard se sont formées par des réactions chimiques à haute température entièrement abiotiques.
« Les roches au-dessus et au nord des chutes de Cheyava, identifiées comme « l’unité de marge », sont très différentes et sont enrichies en olivine », explique Katie Stack Morgan, scientifique adjointe du projet Perseverance au JPL. « L’olivine que nous voyons dans les veines de Cheyava Falls peut être liée à la mise en place de l’unité de marge riche en olivine à proximité. »
Des observations antérieures de Perseverance ont révélé que le substrat rocheux exposé en aval des chutes Cheyava présente une composition très similaire, y compris des matières organiques et de petits amas sombres de minéraux, explique Stack Morgan. Mais aucune autre roche examinée jusqu’à présent ne présente les taches de léopard caractéristiques.
Malgré ces origines obscures, les sites des chutes Cheyava ressemblent indéniablement à des structures qui, lorsqu’elles sont découvertes dans les roches des profondeurs de la Terre, sont généralement considérées comme des signes de vie – ce que l’on appelle des biosignatures. Techniquement appelées « sphéroïdes de réduction », ces structures se forment généralement à partir de matière organique enfouie dans des roches sédimentaires riches en fer oxydé, ou rouillé, qui donne à ces roches une couleur rougeâtre. L’eau courante peut faciliter les réactions « redox » entre la matière organique et la roche environnante, réduisant (en prenant des électrons) le fer oxydé et le blanchissant en blanc. Les microbes présents dans la roche peuvent améliorer et profiter de ce processus, en utilisant le flux d’électrons nourriciers pour alimenter leur métabolisme. Le résultat final est une sphère pâle de fer réduit entrecoupée d’autres traces de métaux et, potentiellement, de microfossiles microbiens – une sorte d’oasis enfouie dans les profondeurs.
« Il est important de noter que ces sphéroïdes de réduction sont probablement les seules biosignatures de la vie microbienne souterraine que l’on puisse voir à l’œil nu ou avec les caméras de notre rover », explique David Flannery, astrobiologiste et membre de l’équipe scientifique Perseverance de l’Université de technologie du Queensland, en Australie. Mais comme ces structures peuvent également provenir de processus purement abiotiques, elles ne peuvent pas constituer à elles seules une preuve irréfutable de la vie passée, en particulier lorsqu’elles sont étudiées à distance par un robot sur une planète extraterrestre située à des millions et des millions de kilomètres. Même sur Terre, explique Flannery, « il y a étonnamment peu de travaux sur les sphéroïdes de réduction, en partie parce qu’il est très difficile de comprendre ces choses ».
Ramène le à la maison
Bien que les chutes de Cheyava soient loin d’être une preuve de vie sur Mars, pour les scientifiques désireux de l’étudier encore plus en détail, c’est la meilleure chose à faire : la roche la plus prometteuse jamais découverte pour potentiellement découvrir des Martiens fossilisés.
« C’est vraiment passionnant », déclare Caleb Scharf, scientifique en chef en astrobiologie au Centre de recherche Ames de la NASA, qui ne fait pas partie de l’équipe Perseverance. « La découverte des chutes de Cheyava représente l’un des meilleurs arguments en faveur du retour d’échantillons de Mars ou de l’envoi de nouveaux appareils et instruments qui élargissent la manière dont nous pouvons interroger les preuves sur Mars. »
« Nous avons traité cette roche avec des lasers et des rayons X et l’avons photographiée jour et nuit sous presque tous les angles imaginables », a déclaré Farley dans un récent communiqué de la NASA. « Scientifiquement, Perseverance n’a plus rien à offrir. Pour comprendre pleinement ce qui s’est réellement passé dans cette vallée fluviale martienne du cratère Jezero il y a des milliards d’années, nous voudrions ramener l’échantillon des chutes de Cheyava sur Terre, afin qu’il puisse être étudié avec les puissants instruments disponibles dans les laboratoires. »
Selon Stack Morgan, ces puissants instruments comprendraient des microscopes électroniques et des spectromètres de masse volumineux et délicats, qui ne sont pas adaptés à un robot interplanétaire. De tels équipements pourraient examiner l’échantillon à la recherche d’un large éventail de biosignatures tout en identifiant des détails tels que l’âge des bords sombres des taches de léopard, le moment des interactions de la roche avec l’eau et même la température à laquelle certains de ses minéraux se sont formés. Plus important encore, alors que Perseverance reste muet sur la nature des composés organiques de Cheyava Falls, des équipements terrestres pourraient révéler le type et la complexité des molécules de ce matériau pour déterminer s’il a des origines biologiques.
Mais d’abord, la NASA et l’ESA doivent déterminer comment le MSR peut ramener ce satellite à la maison.
