Au cours des dernières décennies, nos études en cours sur Mars ont révélé des choses très fascinantes sur la planète. Dans les années 60 et au début des années 70, Marin des sondes ont révélé que Mars était une planète sèche et glaciale qui était probablement dépourvue de vie. Mais à mesure que notre compréhension de la planète s'est approfondie, il est devenu connu que Mars avait autrefois un environnement plus chaud et plus humide qui aurait pu soutenir la vie.
À son tour, cela a inspiré de multiples missions dont le but était de trouver des preuves de cette vie passée. Cependant, les questions clés de cette recherche sont: où chercher et quoi chercher? Dans une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Université du Kansas, une équipe de scientifiques internationaux a recommandé que les futures missions recherchent le vanadium. Cet élément rare, selon eux, pourrait ouvrir la voie à des preuves fossilisées de la vie.
Leur étude, intitulée «Imagerie du vanadium dans les microfossiles: une nouvelle biosignature potentielle», a récemment paru dans la revue scientifique Astrobiologie. Dirigée par Craig P. Marshall, professeur agrégé de géologie à l'Université du Kansas, l'équipe internationale comprenait des membres du Laboratoire national d'Argonne, de la Division des services techniques géologiques de Saudi Aramco, de l'Université de Liège et de l'Université de Sydney.
Pour être clair, trouver des signes de vie sur une planète comme Mars n'est pas une tâche facile. Comme Craig Marshall l'a indiqué dans un communiqué de presse de l'Université du Kansas:
"Vous avez du pain sur la planche si vous regardez des roches sédimentaires anciennes pour les microfossiles ici sur Terre - et plus encore sur Mars. Sur Terre, les roches existent depuis 3,5 milliards d'années, et les collisions tectoniques et les réalignements ont mis beaucoup de stress et de pression sur les roches. De plus, ces roches peuvent être enterrées et la température augmente avec la profondeur. »
Dans leur article, Marshall et ses collègues recommandent que des missions comme la NASA Mars 2020 rover, le ExoMars 2020 rover, et d'autres missions de surface proposées pourraient combiner la spectroscopie Raman avec la recherche de vanadium pour trouver des preuves de vie fossilisée. Sur Terre, cet élément a été trouvé dans les pétroles bruts, les asphaltes et les schistes noirs qui ont été formés par la lente décomposition de la matière organique biologique.
En outre, les paléontologues et les astrobiologistes utilisent la spectroscopie Raman - une technique qui révèle les compositions cellulaires des échantillons - sur Mars depuis un certain temps pour rechercher des signes de vie. À cet égard, l'ajout de vanadium fournirait un matériau qui agirait comme une biosignature pour confirmer l'existence de la vie organique dans les échantillons à l'étude. Comme l'a expliqué Marshall:
«Les gens disent:« Si cela ressemble à la vie et a un signal Raman de carbone, alors nous avons la vie. Mais, bien sûr, nous savons qu'il peut y avoir des matériaux carbonés fabriqués dans d'autres processus - comme dans les évents hydrothermaux - compatibles avec l'apparence de microfossiles qui ont également un certain signal de carbone. Les gens fabriquent aussi artificiellement de merveilleuses structures de carbone qui ressemblent à des microfossiles - exactement les mêmes. Donc, nous sommes à un moment où il est vraiment difficile de dire s'il y a de la vie uniquement basée sur la morphologie et la spectroscopie Raman. "
Ce n'est pas la première fois que Marshall et ses co-auteurs préconisent l'utilisation du vanadium pour rechercher des signes de vie. Tel a été le sujet d’une présentation qu’ils ont faite lors de la Conférence scientifique d’astrobiologie en 2015. De plus, Marshall et son équipe soulignent qu’il serait possible d’effectuer cette technique en utilisant des instruments qui font déjà partie de la NASA. Mars 2020 mission.
Leur méthode proposée implique également une nouvelle technique connue sous le nom de microscopie à fluorescence X, qui examine la composition élémentaire. Pour tester cette technique, l'équipe a examiné des microfossiles à parois organiques modifiés thermiquement qui étaient autrefois des matériaux organiques) appelés acritarches). D'après leurs données, ils ont confirmé que des traces de vanadium étaient présentes dans les microfossiles d'origine incontestablement organique.
"Nous avons testé des acritarques pour faire une preuve de concept sur un microfossile où il ne fait aucun doute que nous examinons la biologie ancienne préservée", a déclaré Marshall. «L'âge de ce microfossile que nous pensons est dévonien. Ces gars-là sont des micro-organismes aquatiques - on pense que ce sont des micro-algues, une cellule eucaryote, plus avancées que bactériennes. Nous avons trouvé la teneur en vanadium que vous attendez d'un matériau cyanobactérien. "
Ils soutiennent que ces morceaux de vie microfossilisés ne sont probablement pas très différents des types de vie qui auraient pu exister sur Mars il y a des milliards d'années. D'autres recherches scientifiques ont également indiqué que le vanadium est le résultat de composés organiques (comme la chlorophylle) d'organismes vivants subissant un processus de transformation provoqué par la chaleur et la pression (c'est-à-dire l'altération diagénétique).
En d'autres termes, après la mort de créatures vivantes et leur enfouissement dans les sédiments, le vanadium se forme dans leurs restes à la suite de leur enfouissement sous de plus en plus de couches de roche - c'est-à-dire la fossilisation. Ou, comme Marshall l'a expliqué:
«Le vanadium se complexe dans la molécule de chlorophylle. Les chlorophylles ont généralement du magnésium au centre - sous l'enfouissement, le vanadium remplace le magnésium. La molécule de chlorophylle s'emmêle dans le matériau carboné, préservant ainsi le vanadium. C’est comme si vous avez une corde entreposée dans votre garage et avant de la ranger, vous devez l’enrouler pour pouvoir la démêler la prochaine fois que vous en aurez besoin. Mais au fil du temps, sur le sol du garage, il s'emmêle, les choses s'y coincent. Même lorsque vous secouez fort cette corde, les choses ne sortent pas. C'est un gâchis emmêlé. De même, si vous regardez un matériau carboné, il y a un désordre de feuilles de carbone et vous avez le vanadium mélangé. "
Le travail a été soutenu par une subvention de recherche internationale ARC (IREX) - qui parraine des recherches qui cherchent à trouver des biosignatures pour la vie extracellulaire - avec un soutien supplémentaire du Synchrotron australien et de la source avancée de photons au Laboratoire national d'Argonne. Pour l'avenir, Marshall et ses collègues espèrent mener d'autres recherches qui impliqueront l'utilisation de la spectroscopie Raman pour étudier les matériaux carbonés.
À l'heure actuelle, leurs recherches semblent avoir attiré l'intérêt de l'Agence spatiale européenne. Howell Edwards, qui mène également des recherches en utilisant la spectroscopie Raman (et dont le travail a été soutenu par une subvention de l'ARC), fait partie de l'équipe Mars Explorer de l'ESA, où il est responsable de l'instrumentation sur le ExoMars 2020 vagabond. Mais, comme l'a indiqué Marshall, l'équipe espère également que la NASA considérera son étude:
«J'espère que quelqu'un à la NASA lit le journal. Fait intéressant, le scientifique qui est l'investigateur principal principal du spectromètre à rayons X pour la sonde spatiale, qu'ils appellent le PIXL, était son premier étudiant diplômé de l'Université Macquarie, avant son temps KU. Je pense que je vais lui envoyer le document par courrier électronique et lui dire: «Cela pourrait être intéressant.»
La prochaine décennie devrait être un moment très propice aux missions d'exploration sur Mars. Plusieurs rovers exploreront la surface, dans l'espoir de trouver les preuves insaisissables de la vie. Ces missions aideront également à ouvrir la voie à la mission en équipage de la NASA sur Mars d'ici les années 2030, qui verra les astronautes atterrir à la surface de la planète rouge pour la première fois de l'histoire.
Si, en fait, ces missions trouvent des preuves de vie, cela aura un effet profond sur toutes les futures missions vers Mars. Elle aura également un impact incommensurable sur la perception qu’a l’humanité d’elle-même, sachant enfin qu’il y a des milliards d’années, la vie n’est pas apparue sur Terre seule!
