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La possibilité de vie sur la planète Mars est une hypothèse historique formulée en raison de la proximité et des similitudes entre cette planète et la Terre. Les premières investigations sérieuses à ce sujet datent du XIXème siècle et se poursuivent aujourd'hui, notamment à l'aide des missions d'explorations in situ. Car, bien que les « Martiens» constituent un élément récurrent dans les divertissements populaires tels que le cinéma et la bande-dessinée, la présence de vie sur Mars, actuelle ou passée, reste une question ouverte.

PREMIÈRES SPÉCULATIONS :

Si la première observation des calottes polaires martiennes date du milieu du XVIIème siècle, c'est au cours de la seconde partie du XVIIIème siècle que William Herschel constate la variation alternative de leur superficie sur chaque hémisphère en fonction des saisons.

Vers 1850, les astronomes ont mis en évidence certaines similitudes entre Mars et la Terre. La durée du jour est en effet sensiblement la même sur les deux planètes, tout comme l'inclinaison de l'axe de rotation qui engendre l'alternance des saisons (bien que l'année martienne soit environ deux fois plus longue que son équivalente terrestre). Ces observations conduisent à l'hypothèse que les zones sombres visibles sur Mars correspondraient à des océans, tandis que les zones plus claires seraient des continents. Il est alors naturel de supposer que Mars peut abriter certaines formes de vie. William Whewell, professeur au Trinity College de l'université de Cambridge, expose notamment cette théorie dès 1854.

Les théories concernant la vie sur Mars se multiplient à la fin du XIXème siècle, suite aux observations de canaux martiens - qui finalement se révélèront n'être que de simples illusions d'optique. Ainsi, en 1895, l'astronome américain Percival Lowell publie son livre Mars, suivi en 1906 par Mars et ses canaux, dans lesquels il propose l'idée que ces canaux sont le fruit d'une civilisation disparue depuis longtemps. Cette théorie est notamment reprise par l'écrivain britannique H. G. Wells dans son ouvrage La Guerre des mondes (1887), qui décrit une invasion de la Terre par des êtres venant de Mars et fuyant sa dessiccation.

Les analyses spectroscopiques de l'atmosphère de Mars commencent en 1884. L'astronome américain William Wallace Campbell montre alors qu'elle ne contient ni oxygène, ni eau. En 1909, profitant de la plus faible distance entre Mars et la Terre depuis 1877, les astronomes braquent les meilleurs télescopes du monde sur la planète rouge. Ces observations permettent de mettre définitivement fin à la théorie des canaux.

PREMIER SURVOL PAR MARINER 4 :

En 1965, la sonde américaine Mariner 4 est la première à effectuer avec succès un survol de Mars, transmettant ainsi les premières images de sa surface. Les photographies révèlent une planète aride sans aucun signe de rivière, d'océan, ou de vie. Elles montrent cependant de vastes zones recouvertes de cratères, ce qui traduit une inactivité tectonique et météorologique depuis environ quatre millions d'années.

La sonde constate également l'absence de magnétosphère qui aurait protégé la planète des rayons cosmiques hostiles à la vie. Elle parvient à mesurer la pression atmosphérique de Mars : environ 6 hPa (contre 1013 hPa sur Terre), ce qui interdit l'existence d'eau liquide en surface.

Depuis Mariner 4, la recherche de vie sur Mars se concentre sur la recherche d'organismes vivants simples, semblables aux bactéries, plutôt que d'organismes multicellulaires, pour lesquels l'environnement est trop hostile.

LES EXPÉRIENCES DE LA SONDE VIKING :

Au milieu des années 1970, le principal objectif du programme Viking est de procéder à des expériences de détection de micro-organismes dans le sol martien. Les tests sont conçus pour rechercher des formes de vie similaires à celles que l'on peut trouver sur Terre. Sur les quatre expériences mises en œuvre, seule l'expérience « Labeled Release » (correspondant à la détection d'organismes hétérotrophes) fournit un résultat apparemment positif, montrant une augmentation de la production de CO2 lors de la première exposition du sol martien à un milieu riche en eau et en nutriments. Mais les scientifiques s'accordent aujourd'hui à dire que ces résultats sont le fruit de processus non biologiques et rappellent que l'expérience « GC-MS » n'a détecté aucune molécule organique. Néanmoins, de nombreuses interprétations différentes existent toujours quant à ces expériences.

L’HYPOTHÉTIQUE GILLEVINIA STRAATA :

L'affirmation de l'existence de vie sur Mars, sous une forme microbienne baptisée Gillevinia straata, est basée sur des données anciennes réinterprétées comme une preuve suffisante de la vie, principalement par les professeurs Gilbert Levin, Rafael Navarro-González et Ronalds Paepe. Les preuves à l'appui de l'existence de micro-organismes Gillevinia straata reposent sur les données recueillies par les deux atterrisseurs Viking, conçus pour la recherche de biosignatures. Cependant, les résultats d'analyse ont été officiellement déclarés non concluants par la communauté scientifique.

En 2006, Mario Crocco, neurobiologiste à l'Hôpital neuropsychiatrique Borda de Buenos Aires, en Argentine, propose la création d'un nouveau taxon (= regroupement d’organismes vivants selon certains critères qu’ils ont en commun comme, par exemple, l’espèce) classant ces résultats comme « métaboliques » et donc appartenant à une forme de vie. Mais la communauté scientifique n’a pas accepté ces explications comme références. Également, aucune autre mission martienne n'a trouvé de traces de biomolécules.

MÉTÉORITE

Différentes météorites, en rapport avec Mars, ont été étudiées afin de voir si leurs composants pouvaient ouvrir des pistes concernant la vie sur Mars.

L'analyse des météorites pour faire la preuve d'une (ancienne) vie sur Mars est controversée, mais d'un grand intérêt pour les biologistes. L'existence même ancienne d'une vie unicellulaire sur mars permettrait de corroborer des théories sur l'origine de la vie.

La NASA a une collection d'au moins 57 météorites martiennes, qui sont extrêmement utiles dans la mesure où ce sont les seuls échantillons physiquement disponibles en provenance de la planète Mars.

La spéculation a augmenté quand des études ont montré qu'au moins trois d'entre elles ont des preuves d'une potentielle vie sur Mars dans le passé. Bien que les résultats scientifiques soient fiables, leurs interprétations varient. À ce jour malgré de nombreuses publications le débat n'est pas tranché.

Au cours des dernières décennies, sept critères ont été retenus pour la reconnaissance de la vie passée dans des échantillons géologiques terrestres. Ces critères sont :

Est-ce que le contexte géologique de l'échantillon est compatible avec la vie passée ?
Est-ce que l'âge de l'échantillon et de son emplacement stratigraphique est compatible avec une vie possible ?
Est-ce que l'échantillon contient la preuve de morphologie cellulaire et de colonies ?
Y a-t-il une preuve de biominéraux montrant des déséquilibres chimiques ou minéraux ?
Y a-t-il une preuve d'isotopes stables uniques au modèle biologique ?
Y a-t-il présence de biomarqueurs organiques ?
Les caractéristiques sont elles indigènes à l'échantillon ?

Pour un consensus général sur la preuve de trace de vie passée dans un échantillon géologique, la plupart ou la totalité de ces critères doivent être atteints.

EAU LIQUIDE

Aucune autre sonde martienne, depuis Viking, n'a cherché de signes de vie dans le régolithe martien. Les missions récentes de la NASA ont mis l'accent sur la question de la présence de l'eau liquide sur Mars, sous forme de lacs, dans un lointain passé. En effet, les scientifiques ont trouvé de l'hématite, un minéral qui se forme en présence d'eau. Beaucoup de scientifiques ont longtemps tenu cette présence comme allant presque de soi sur la base des divers reliefs géologiques de la planète, mais d'autres ont proposé différentes explications, l'érosion éolienne, des océans d'oxygène, etc. Ainsi, la mission du Mars Exploration Rovers de 2004 n'a pas été la recherche de la vie présente ou passée, mais les preuves d'eau liquide à la surface de Mars dans l'antique passé de la planète.

En juin 2000, la preuve de cours d'eau sous la surface de Mars a été découverte sous la forme de ravines (= incisions linéaires). Des réserves d'eau liquide à grande profondeur, à proximité du noyau de la planète, pourraient constituer aujourd'hui l'habitat de la vie. Toutefois, en mars 2006, les astronomes ont annoncé la découverte des ravines similaires sur la Lune, qui ne semble jamais avoir eu de l'eau liquide à sa surface. Les astronomes suggèrent que les ravines pourraient être le résultat d'impacts de micrométéorites ou de la sublimation du dioxyde de carbone.

En mars 2004, la NASA a annoncé que son robot Opportunity avait découvert des preuves que la planète Mars a été, dans un passé lointain, une planète humide. Cela a suscité l'espoir que la preuve de vie dans le passé pourrait être trouvée sur la planète aujourd'hui.

En décembre 2006, la NASA a montré des images prises par la sonde Mars Global Surveyor qui ont suggéré que de l'eau jaillissait de temps en temps à la surface de Mars. Les images ne montrent pas de l'eau ruisselante. Au contraire, elles ont montré des changements dans les cratères et les dépôts de sédiments, en fournissant des éléments de preuve encore plus forts que de l'eau avait ruisselé à travers eux pas plus tard que, il y a plusieurs années, et pourrait peut-être le faire encore aujourd'hui. Certains chercheurs sont sceptiques sur l'action d'eau liquide dans l'évolution de la surface vue par la sonde. Ils ont dit que d'autres matériaux comme le sable ou la poussière peuvent circuler comme un liquide et produire des résultats similaires.

Une analyse du grès de Mars, en utilisant les données obtenues à partir de spectrométrie en l'orbite, suggère que les eaux qui existaient auparavant sur la surface de Mars auraient eu une trop grande salinité pour subvenir à la plupart des formes de vie terrestres. Tosca et al. ont constaté que l'eau martienne dans les lieux qu'ils avaient étudiés avait une activité de l'eau, aw ≤ 0,78 à 0,86 -un niveau fatal à la plupart de la vie terrestre. L'haloarchaea, cependant, est capable de vivre dans des solutions hypersalines, jusqu'au point de saturation.

Le Phoenix Mars Lander de la NASA, qui a atterri dans la plaine arctique de Mars en mai 2008, a confirmé la présence de glace d'eau près de la surface. Cela a été confirmé lorsque des matériaux brillants, exposés par le creusement du bras de la sonde, se sont vaporisés et ont disparu en 3 à 4 jours. Cela a été expliqué par de la glace sous la surface, exposée par le creusement, qui a sublimé par l'exposition à l'atmosphère.

En juillet 2018, l'analyse et découverte de supposés masse d'eau liquide, plus exactement de saumure, sous un kilomètre et demi de glace dans la région Planum Australe près du pôle sud grâce aux observations par le radar embarqué MARSIS de la sonde Mars Express effectuées entre 2012 et 2015 relance les débats sur les possibilités de vie sur la planète. Ce lac sous glacière de 20 km de diamètre serait à une température de -74° c, et maintenu à l'état liquide par une forte concentration en sels. Cependant la résolution du radar (5km) ne permet pas d'être totalement affirmatif.

POURQUOI LA RECHERCHE DE LA VIE SUR MARS EST-ELLE IMPORTANTE ?

Une question existentielle : sommes-nous seuls dans l'univers ?

Le lancement de la sonde européenne Exomars le 14 Mars 2016 depuis Baïkonour est un nouvel épisode des efforts qui sont déployés pour tenter de trouver de la vie sur Mars, ou des traces de vie passée. Cette recherche s’inscrit directement dans une entreprise autrement plus vaste, qui consiste à répondre à la question que tout le monde se pose : "Sommes-nous seuls dans l’Univers ?

Depuis la détection de la première planète extra-solaire en 1995 par Michel Mayor et Didier Queloz à l’Observatoire de Haute Provence, des milliers d’autres planètes extra-solaire (ou exo-planètes) ont été découvertes. Mais le plus important est que la statistique déjà recueillie nous indique qu’environ une étoile sur 10 (à un facteur 2 près) possède une planète dans sa zone habitable, cette région où la distance à l’étoile permet à l’eau d’être à l’état liquide : ni trop près car il fait trop chaud et l’eau s’y vaporise, à l’instar de Vénus, ni trop loin car l’eau se met sous forme de glace comme sur la planète Mars actuellement. Or, l’eau liquide est une condition nécessaire à l’apparition de la vie, à son maintien et à son évolution, si on cherche une vie possible semblable à la nôtre sur Terre.

L'eau liquide : une condition nécessaire mais pas suffisante à l'apparition de la vie

Avec 200 milliards d’étoiles dans notre galaxie, il y a donc 20 milliards d’étoiles hébergeant une planète où l’eau est liquide, et où la vie a pu apparaître. Mais autant on peut affirmer que la présence d’eau liquide sur une planète est une condition nécessaire à l’apparition de la vie, autant on est incapable aujourd’hui de dire si c’est aussi une condition suffisante. Autrement dit, on est incapable d’estimer la probabilité d’apparition de la vie sur une planète pourvue d’eau liquide : un chiffre entre 0 et 1, par lequel il faut multiplier les 20 milliards de planètes habitables pour estimer le nombre d’exo-planètes ayant vu apparaître la vie dans notre galaxie. On comprend bien que le fait que la vie est apparue sur la Terre ne nous apprend rien sur cette probabilité, sinon qu’elle est sans doute supérieure ou égale à 1 sur 20 milliards, ce qui est très peu.

Si on trouve des traces de vie actuelle ou passée sur Mars, cela change la donne complètement. Étant apparue de façon indépendante de l’existence de la Terre, cela indiquerait que la probabilité d’apparition de la vie dans la zone habitable d’une étoile est très élevée, donc les exo-planètes avec vie se compteraient par milliards, rien que dans notre galaxie. À l’inverse, si on ne trouve pas de vie sur Mars, cela ne nous apprend rien sur la probabilité d’apparition de vie sur une planète habitable quelconque, qui pourrait être aussi bien voisine de un que de zéro. C’est toute la différence, presque infinie, entre 1 et 2 : entre une et deux planètes habitables dans le système solaire, puisque l’une d’entre elles, la Terre, est exclue du jeu statistique.

À la recherche de bio-signatures

Un autre volet de la recherche de la vie extra-terrestre consiste à développer les moyens de mesure nécessaires pour détecter des bio-signatures (indices de vie) dans l’atmosphère des exo-planètes les plus proches de notre Soleil, donc les plus faciles à observer. Par exemple, la présence simultanée de la vapeur d’eau, de l’oxygène, du méthane, de l’ozone, serait un signe encourageant. La présence de chlorophylle et de phyto-plancton peut être détectée sur la Terre depuis l’espace, et nos collègues extra-terrestres, s’ils existent, ne se sont pas privés de détecter cette bio-signature sur notre planète.

Pour que nous puissions détecter ces bio-signatures systématiquement sur les exo-planètes les plus proches de nous, il sera nécessaire de construire dans l’espace des télescopes géants qu’un seul lancement spatial serait incapable de réaliser. L’assemblage dans l’espace par des astronautes est une technique maintenant maîtrisée, comme l’a montré la construction bout par bout de la Station Spatiale Internationale (ISS) qui vogue en permanence à 400 km au-dessus de nos têtes (voir la partie très complète du site traitant de l’ISS).

Et quand on aura trouvé des bio-signatures, viendra le tour de la recherche de techno-signatures : signes extérieurs de la présence sur une planète d’une civilisation technologiquement avancée. Parmi bien d’autres, on peut citer deux techno-signatures en se fondant sur l’exemple de la Terre : dans le domaine radio, une onde électro-magnétique à la fréquence de 50 hertz générée par notre système de distribution d’électricité se propage au loin. Et les villes sont des tâches lumineuses qui parsèment le côté nuit de notre planète, grandissent d’année en année, et contiennent parfois la signature du mercure et du sodium utilisés dans les ampoules.

Ce siècle, et ceux à venir, qui verront se déployer ces grands moyens de détection de bio-signatures et techno-signatures, seront décidément bien passionnant !

Voilà ma cousine, tu sais tout sur la vie sur Mars !!

Je te conseille d’aller voir un film passionnant

sur la vie sur Mars (46mn 23s).

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