Selon une nouvelle expérience de laboratoire de la NASA, les rovers pourraient devoir creuser environ 6,6 pieds (deux mètres) ou plus sous la surface martienne pour trouver des signes de vie ancienne, car les rayonnements ionisants de l’espace dégradent relativement rapidement les petites molécules telles que les acides aminés.
Les acides aminés peuvent être créés par la vie et par la chimie non biologique. Cependant, trouver certains acides aminés sur Mars serait considéré comme un signe potentiel de la vie martienne ancienne car ils sont largement utilisés par la vie terrestre comme composant pour fabriquer des protéines. Les protéines sont essentielles à la vie, car elles sont utilisées pour fabriquer des enzymes qui accélèrent ou régulent les réactions chimiques et pour fabriquer des structures.
« Nos résultats suggèrent que les acides aminés sont détruits par les rayons cosmiques dans les roches de surface martiennes et le régolithe à un rythme beaucoup plus rapide qu’on ne le pensait auparavant », a déclaré Alexander Pavlov du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. « Les missions actuelles du rover martien descendent à environ deux pouces (environ cinq centimètres). À ces profondeurs, il ne faudrait que 20 millions d’années pour détruire complètement les acides aminés. L’ajout de perchlorates et d’eau augmente encore le taux de destruction des acides aminés. » Une période de 20 millions d’années est un laps de temps relativement court car les scientifiques recherchent des preuves d’une vie ancienne à la surface qui aurait été présente il y a des milliards d’années lorsque Mars ressemblait davantage à la Terre.
Ces trois films sont réalisés par le rover Curiosity Mars de la NASA : 1) Le rover Curiosity Mars de la NASA a utilisé l’une de ses caméras d’évitement des risques (Hazcams) pour capturer cette rafale de vent poussiéreuse soufflant au-dessus de la tête le 18 mars 2022, le 3 418e jour martien, ou sol , de la mission. 2) Des nuages peuvent être vus dériver dans le ciel martien dans un film de 8 images réalisé à l’aide d’images d’une caméra de navigation à bord du rover Curiosity de la NASA. 3) Une deuxième vidéo de 8 images, prise avec la même caméra de navigation. Crédit : NASA/JPL-Caltech/Université York
Ce résultat suggère une nouvelle stratégie de recherche pour les missions qui se limitent à l’échantillonnage à faible profondeur. « Les missions avec un échantillonnage de forage peu profond doivent rechercher des affleurements récemment exposés – par exemple, des microcratères récents avec des âges inférieurs à 10 millions d’années ou le matériau éjecté de ces cratères », a déclaré Pavlov, auteur principal d’un article sur cette recherche publié le 24 juin dans Astrobiologie.
Les rayons cosmiques sont des particules de haute énergie (principalement des protons et des ions d’hélium) générées par de puissants événements sur le soleil et dans l’espace lointain, tels que les éruptions solaires et l’explosion d’étoiles. Ils peuvent dégrader ou détruire des molécules organiques lorsqu’ils pénètrent des yards (mètres) dans une roche solide, ionisant et détruisant tout sur leur passage.
L’atmosphère épaisse et le champ magnétique global de la Terre protègent la surface de la plupart des rayons cosmiques. Dans sa jeunesse, Mars avait également ces caractéristiques, mais a perdu cette protection en vieillissant. Cependant, il y a des preuves qu’il y a des milliards d’années, l’atmosphère plus épaisse permettait à l’eau liquide de persister à la surface de la planète rouge. Étant donné que l’eau liquide est essentielle à la vie, les scientifiques veulent savoir si la vie est apparue sur Mars et recherchent des preuves de la vie martienne ancienne en examinant les roches de Mars à la recherche de molécules organiques telles que les acides aminés.
L’équipe a mélangé plusieurs types d’acides aminés dans de la silice, de la silice hydratée ou de la silice et du perchlorate pour simuler les conditions du sol martien et a scellé les échantillons dans des tubes à essai sous vide pour simuler l’air martien mince. Certains échantillons ont été conservés à température ambiante, à peu près la température la plus élevée jamais atteinte à la surface de Mars, tandis que d’autres ont été refroidis à une température plus typique de moins 67 degrés Fahrenheit (moins 55 degrés Celsius). Les échantillons ont été soufflés avec différents niveaux de rayonnement gamma – un type de lumière hautement énergétique – pour simuler des doses de rayons cosmiques jusqu’à celles reçues d’environ 80 millions d’années d’exposition dans les roches de surface martiennes.
L’expérience est la première à mélanger des acides aminés avec un sol martien simulé. Des expériences précédentes ont testé le rayonnement gamma sur des échantillons d’acides aminés purs, mais il est très peu probable de trouver un grand groupe d’un seul acide aminé dans une roche vieille d’un milliard d’années.
« Notre travail est la première étude complète où la destruction (radiolyse) d’un large éventail d’acides aminés a été étudiée sous une variété de facteurs pertinents pour Mars (température, teneur en eau, abondance de perchlorate) et les taux de radiolyse ont été comparés », a déclaré Pavlov. « Il s’avère que l’ajout de silicates et particulièrement de silicates avec des perchlorates augmente considérablement les taux de destruction des acides aminés. »
Alors que les acides aminés n’ont pas encore été trouvés sur Mars, ils ont été découverts dans des météorites, dont une de Mars. « Nous avons identifié plusieurs acides aminés à chaîne droite dans la météorite martienne antarctique RBT 04262 dans le laboratoire d’analyse d’astrobiologie de Goddard qui, selon nous, sont originaires de Mars (pas de contamination par la biologie terrestre), bien que le mécanisme de formation de ces acides aminés dans RBT 04262 reste flou », a déclaré Danny Glavin, co-auteur de l’article à la NASA Goddard. « Étant donné que les météorites de Mars sont généralement éjectées à des profondeurs d’au moins 3,3 pieds (un mètre) ou plus, il est possible que les acides aminés du RBT 04262 aient été protégés du rayonnement cosmique. »
De la matière organique a été découverte sur Mars par les rovers Curiosity et Perseverance de la NASA ; cependant, ce n’est pas un signe concluant de vie puisqu’il pourrait avoir été créé par une chimie non biologique. Aussi, les résultats de l’expérience impliquent qu’il est probable que la matière organique observée par ces rovers ait été altérée au cours du temps par le rayonnement et donc pas telle qu’elle était lors de sa formation.
Alexander A. Pavlov et al, Rapid Radiolytic Degradation of Amino Acids in the Martian Shallow Subsurface: Implications for the Search for Extinct Life, Astrobiologie (2022). DOI : 10.1089/ast.2021.0166