En réalisant une expérience chimique in situ, le rover Curiosity de la NASA a identifié sur Mars des composés considérés comme essentiels à la vie sur Terre et jusqu’ici jamais détectés sur la planète. Parmi la vingtaine de composés identifiés, le rover a mis au jour une molécule azotée dont la structure est similaire à certains précurseurs de l’ADN. Ces résultats pourraient contribuer à l’identification de sites d’atterrissage prometteurs pour les futures missions martiennes.
La caractérisation de la matière organique sur Mars constitue l’un des piliers de l’exploration spatiale et de la recherche de la vie extraterrestre. Les rovers envoyés jusqu’ici sur la planète ont permis de passer de la simple recherche de molécules organiques à l’identification de composés organiques détectés sur la planète.
Les avancées en matière de collecte et d’analyse d’échantillons martiens permettent désormais de déterminer l’origine de ces composés, qu’ils soient exogènes (par le biais de météorites par exemple) ou endogènes (biologique ou abiotique).
Après plusieurs années d’analyses, une roche prélevée par forage par le rover Curiosity en 2020 s’avère renfermer la plus grande diversité de molécules organiques jamais observée sur Mars, selon une étude publiée récemment dans la revue Nature Communications. Si l’origine exacte de ces molécules demeure pour le moment inconnue, les résultats de l’étude confirment que la planète rouge disposait, par le passé, de conditions chimiques nécessaires à l’apparition de la vie.
« Nous pensons être en présence de matière organique préservée sur Mars depuis 3,5 milliards d’années », explique dans un communiqué de l’Université de Floride Amy Williams, professeure en sciences géologiques.
« Il est très utile de disposer de preuves que de la matière organique ancienne est préservée, car cela permet d’évaluer l’habitabilité d’un environnement. Et si nous voulons rechercher des preuves de vie sous la forme de carbone organique préservé, cela démontre que c’est possible. »
Des signatures moléculaires inédites
Surnommé « Mary Anning 3 », l’échantillon analysé par Curiosity a été prélevé au niveau d’une partie du mont Sharp, recouverte de lits d’anciens lacs et de cours d’eau. L’ancienne abondance d’eau a enrichi la région en minéraux argileux, qui sont particulièrement efficaces pour la conservation des composés organiques.
Les analyses ont été réalisées à l’aide du Sample Analysis at Mars (SAM), un mini-laboratoire embarqué sous le rover. Une foreuse fixée à l’extrémité du bras robotique du rover réduit en poudre un échantillon de roche rigoureusement sélectionné, puis l’introduit dans le SAM.
Emplacements des prélèvements : Curiosity a prélevé trois échantillons de roche forée sur ce site, lors de son départ de la région de Glen Torridon. L’analyse de ces échantillons a révélé la présence de diverses molécules organiques sur Mars. © NASA/JPL-Caltech/MSSS
Une fois à l’intérieur, un four à haute température chauffe le matériau, libérant des gaz que les instruments du mini-laboratoire analysent afin de déterminer la composition de la roche.
SAM peut aussi effectuer des analyses par voie humide en mélangeant les échantillons dans de petits récipients contenant des solvants et des réactifs chimiques. Les réactions qui en résultent permettent de décomposer de grosses molécules qui seraient autrement difficiles à identifier.
L’échantillon Mary Anning 3 a été analysé avec de l’hydroxyde de tétraméthylammonium (TMAH), un puissant réactif utilisé uniquement pour les échantillons les plus précieux. Afin de confirmer les réactions du TMAH, les chercheurs ont comparé les résultats des réactions à ceux de la météorite Murchison, l’une des plus étudiées en raison de sa richesse en composés organiques.
Parmi les 21 molécules carbonées identifiées dans l’échantillon, sept ont été détectées pour la première fois sur Mars. Ces molécules incluent un hétérocycle azoté, des atomes de carbone assemblés en cycle et contenant de l’azote. Ce type de molécules est considéré comme un précurseur de l’ARN et de l’ADN.
« Cette découverte est particulièrement importante car ces structures peuvent être des précurseurs chimiques de molécules azotées plus complexes », explique Williams dans un communiqué de la NASA. « Les hétérocycles azotés n’avaient jamais été observés auparavant à la surface de Mars ni confirmés dans les météorites martiennes. »
Les analyses ont également montré la présence de benzothiophène, une molécule contenant du carbone et du soufre présente dans de nombreuses météorites. Certains chercheurs estiment que ces météorites, ainsi que les molécules organiques qu’elles contiennent, ont contribué à l’émergence de la chimie prébiotique dans le système solaire primitif.
Entre chimie abiotique et quête de signatures du vivant
« La même matière qui s’est abattue sur Mars sous forme de météorites est celle qui s’est abattue sur Terre, et elle a probablement fourni les éléments constitutifs de la vie telle que nous la connaissons sur notre planète », indique Williams dans le communiqué de l’Université de Floride.
Les analyses du rover n’ont cependant pas permis de distinguer les composés organiques potentiellement d’origine biologique de ceux formés par le biais de processus géologiques ou apportés par des météorites. L’identification des signatures biotiques nécessiterait de ramener les échantillons sur Terre pour les analyser, selon les chercheurs. En attendant, la prochaine mission Rosalind Franklin vers Mars prévoit d’embarquer d’autres tests TMAH pour identifier davantage de composés organiques.
Source : Nature Communications