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Le rover Curiosity, envoyé par la Nasa sur la planète rouge en août 2012, a repris ses forages et identifié des molécules organiques complexes dans le sol.
Semaine faste pour le rover Curiosity ! Alors que le robot-laboratoire de la Nasa en mission d'exploration à la surface de la planète Mars depuis le 6 août 2012 ne faisait plus beaucoup parler de lui, il amorce son grand retour dans l'actualité scientifique. Il faut dire que, depuis la fin de l'année 2016, la foreuse de Curiosity, conçue pour lui permettre de prélever des échantillons de sol martien, avait été mise au repos forcé, à la suite d'une panne de moteur empêchant son foret de descendre entre ses stabilisateurs. L'équipe de la mission avait alors été contrainte de mettre cette fonction en sommeil, le rover poursuivant ses pérégrinations dans le cratère Gale, au pied du mont Sharp. Pendant ce temps, pour faire face à cette panne, irréparable à distance, les ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory (JPL), aidés du double terrestre de Curiosity, mettaient au point une technique alternative de forage.
C'est grâce à elle que le rover martien va pouvoir conduire cette semaine ses toutes premières analyses d'échantillon de sol depuis plus d'un an. Quant au prélèvement lui-même, effectué le 20 mai dernier, il a été réalisé en actionnant l'ensemble du bras mécanique du rover et en creusant, à vue, sans stabilisateurs. Un capteur de force conçu pour alerter en cas de choc violent a été utilisé, de manière détournée, pour parvenir à garder la foreuse dans l'axe. « Et la bonne nouvelle est que, pour nous, scientifiques, le changement de méthode n'aura pratiquement aucun impact, la quantité de matière recueillie lors de ce forage étant équivalente », se réjouit Caroline Freissinet du Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations spatiales.
La biochimiste française sait de quoi elle parle puisqu'elle a contribué aux deux autres grosses actualités « Curiosity » de la semaine. Hasard de calendrier… ou pas, la célèbre revue Science s'apprête en effet à publier deux articles scientifiques issus des précédentes moissons de données du rover et la Nasa met les petits plats dans les grands, ce jeudi soir, à l'occasion d'une de ces fameuses conférences de presse dont elle a le secret. Mais alors de quoi parle-t-on ? Quelle découverte Curiosity a-t-il bien pu faire sur Mars ?
Follow… and find the carbone !
Pour comprendre, il faut revenir en 1976. Les sondes Viking sont alors envoyées sur Mars pour découvrir s'il y a ou non de la vie sur la planète rouge. Loin de croiser le moindre microbe martien, les engins de la Nasa n'avaient détecté aucune matière organique, à savoir des molécules possédant un ou plusieurs atomes de carbone, supposées liées, de près ou de loin, au vivant. Un résultat plutôt étrange quand on sait que des molécules organiques se baladent un peu partout, y compris dans l'espace, retombant sur les corps qui l'habitent. C'est pourquoi en envoyant Curiosity sur Mars, la Nasa a conçu une stratégie d'exploration qui tient en trois slogans : « follow the water » (chercher l'eau), « follow the carbon » (chercher le carbone), « follow the life » (chercher la vie). Une méthode mise en avant pour éviter de répéter l'échec des sondes Viking envoyées, bille en tête, chercher des traces de vie sur Mars.
Pour ce qui est de chercher l'eau, Curiosity est plutôt bien tombé. En effet, à défaut d'eau liquide actuelle, le robot-laboratoire a très vite trouvé des traces de son écoulement dans le passé. Mieux encore, il a permis aux chercheurs d'établir qu'il y a un peu plus de quatre milliards d'années, alors que la vie apparaissait sur Terre, et pendant une durée relativement importante, le cratère Gale abritait une importante étendue d'eau. C'était une zone lacustre, autrement dit un environnement favorable à l'apparition de la vie dont les scientifiques pensent qu'il a subsisté suffisamment longtemps pour permettre l'éventuel développement d'une chimie dite prébiotique (pouvant conduire à l'apparition du vivant). Reste que, pour ce qu'en sait la science, le vivant – tel qu'on le connaît – n'apparaît pas sans ses briques constitutives, à savoir les fameuses molécules organiques complexes. C'est là qu'interviennent nos deux dernières études.
Les 4 saisons du méthane
L'une traite d'un gaz contenant du carbone, bien connu, le méthane, associé sur Terre à la présence de bactéries méthanogènes du type de celles que l'on trouve dans l'œsophage des vaches. Fin 2014, les chercheurs annonçaient que Curiosity en avait détecté sur Mars. Du méthane bien sûr… pas des bactéries ! La quantité était très faible, mais les chercheurs enregistraient de mystérieuses bouffées survenant de manière aléatoire et multipliant le taux de méthane jusqu'à dix fois. Aujourd'hui, après plusieurs années de mesures mais sans qu'ils soient parvenus à expliquer l'origine de ces bouffées, les scientifiques révèlent l'existence d'un autre phénomène inexpliqué : des fluctuations saisonnières.
« Il y a plus de méthane en été qu'en hiver, la différence étant à peu près d'un facteur trois », explique Pierre Meslin de l'Institut de recherche en astrophysique et planétologie de l'université Paul-Sabatier de Toulouse, coauteur de l'article. « Or, nous avons montré que ni la circulation atmosphérique, ni le rayonnement UV, ni le cycle de pression, ni le cycle de température ne suffisent à l'expliquer. C'est un nouveau mystère martien… » conclut-il. De là à imaginer une colonie de bactéries méthanogènes, même si on ne peut pas l'exclure, il y a un grand pas. À ce stade, une des pistes envisagées est que les premiers centimètres de la surface de Mars, très froide, piègent du méthane provenant du sous-sol durant l'hiver, celui-ci parvenant à s'échapper à la faveur du réchauffement lié à la belle saison. Tout cela ne dit bien évidemment toujours absolument rien de l'origine de ce méthane. Source actuelle ou méthane ancien piégé dans des cages moléculaires appelées clathrates ? Méthane purement chimique, d'origine abiotique, ou méthane d'origine biologique ?
Casse-tête martien
L'autre étude traite de molécules organiques découvertes dans le sol à la surface de Mars. Ces précieuses qui avaient échappé à la mission Viking. Bien sûr, ce n'est pas la première fois que Curiosity dément son aîné. La présence de molécules organiques dans le cratère Gale avait déjà été établie. Toutefois, celles évoquées ici, formellement identifiées, sont un peu plus complexes que les précédentes. C'est pourquoi il a fallu que l'outil SAM (Sample Analysis at Mars) de Curiosity chauffe l'échantillon à plus haute température (au-dessus de 600 degrés) pour les libérer. Diméthylsulfure, thiophène, etc. : leurs noms ne vous diront rien, mais l'essentiel à savoir est qu'il s'agit de molécules contenant du soufre… et, bien sûr, du carbone. « Alors que les molécules que nous avions trouvées précédemment, en chauffant à plus basse température, étaient toutes chlorées », note Caroline Freissinet, coauteur de l'article scientifique.
« L'une des hypothèses est que les molécules organiques évoquées aujourd'hui aient été piégées, et donc protégées, à l'intérieur de sulfates dont on sait qu'ils étaient présents dans l'échantillon d'origine et dont on sait également qu'ils se décomposent (et donc libèrent leur éventuel contenu) à cette température. La deuxième est que l'on ait affaire à de la matière organique très complexe, et dont très réfractaire, et qu'il faille atteindre 600 degrés pour commencer à la décomposer », explique-t-elle. En effet, la technique d'analyse utilisée, qui consiste à chauffer, casse les molécules et permet donc difficilement de dire quelle était la nature des molécules réellement cachées dans l'échantillon. À chaque nouvelle découverte, les membres de l'équipe Curiosity doivent se demander s'il s'agit d'une molécule présente telle quelle dans l'échantillon ou bien s'il s'agit d'une recombinaison liée à la décomposition des molécules présentes dans l'échantillon.
Quoi qu'il en soit, cette nouvelle étape atteste la présence de molécules organiques, de plus en plus complexes, dans le cratère Gale, à une époque où celui-ci représentait un environnement favorable au développement de la vie. L'apport scientifique du vaillant petit rover martien, aux roues cabossées et à la foreuse malade, commence clairement à se dessiner !
le Point
Semaine faste pour le rover Curiosity ! Alors que le robot-laboratoire de la Nasa en mission d'exploration à la surface de la planète Mars depuis le 6 août 2012 ne faisait plus beaucoup parler de lui, il amorce son grand retour dans l'actualité scientifique. Il faut dire que, depuis la fin de l'année 2016, la foreuse de Curiosity, conçue pour lui permettre de prélever des échantillons de sol martien, avait été mise au repos forcé, à la suite d'une panne de moteur empêchant son foret de descendre entre ses stabilisateurs. L'équipe de la mission avait alors été contrainte de mettre cette fonction en sommeil, le rover poursuivant ses pérégrinations dans le cratère Gale, au pied du mont Sharp. Pendant ce temps, pour faire face à cette panne, irréparable à distance, les ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory (JPL), aidés du double terrestre de Curiosity, mettaient au point une technique alternative de forage.
C'est grâce à elle que le rover martien va pouvoir conduire cette semaine ses toutes premières analyses d'échantillon de sol depuis plus d'un an. Quant au prélèvement lui-même, effectué le 20 mai dernier, il a été réalisé en actionnant l'ensemble du bras mécanique du rover et en creusant, à vue, sans stabilisateurs. Un capteur de force conçu pour alerter en cas de choc violent a été utilisé, de manière détournée, pour parvenir à garder la foreuse dans l'axe. « Et la bonne nouvelle est que, pour nous, scientifiques, le changement de méthode n'aura pratiquement aucun impact, la quantité de matière recueillie lors de ce forage étant équivalente », se réjouit Caroline Freissinet du Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations spatiales.
La biochimiste française sait de quoi elle parle puisqu'elle a contribué aux deux autres grosses actualités « Curiosity » de la semaine. Hasard de calendrier… ou pas, la célèbre revue Science s'apprête en effet à publier deux articles scientifiques issus des précédentes moissons de données du rover et la Nasa met les petits plats dans les grands, ce jeudi soir, à l'occasion d'une de ces fameuses conférences de presse dont elle a le secret. Mais alors de quoi parle-t-on ? Quelle découverte Curiosity a-t-il bien pu faire sur Mars ?
Follow… and find the carbone !
Pour comprendre, il faut revenir en 1976. Les sondes Viking sont alors envoyées sur Mars pour découvrir s'il y a ou non de la vie sur la planète rouge. Loin de croiser le moindre microbe martien, les engins de la Nasa n'avaient détecté aucune matière organique, à savoir des molécules possédant un ou plusieurs atomes de carbone, supposées liées, de près ou de loin, au vivant. Un résultat plutôt étrange quand on sait que des molécules organiques se baladent un peu partout, y compris dans l'espace, retombant sur les corps qui l'habitent. C'est pourquoi en envoyant Curiosity sur Mars, la Nasa a conçu une stratégie d'exploration qui tient en trois slogans : « follow the water » (chercher l'eau), « follow the carbon » (chercher le carbone), « follow the life » (chercher la vie). Une méthode mise en avant pour éviter de répéter l'échec des sondes Viking envoyées, bille en tête, chercher des traces de vie sur Mars.
Pour ce qui est de chercher l'eau, Curiosity est plutôt bien tombé. En effet, à défaut d'eau liquide actuelle, le robot-laboratoire a très vite trouvé des traces de son écoulement dans le passé. Mieux encore, il a permis aux chercheurs d'établir qu'il y a un peu plus de quatre milliards d'années, alors que la vie apparaissait sur Terre, et pendant une durée relativement importante, le cratère Gale abritait une importante étendue d'eau. C'était une zone lacustre, autrement dit un environnement favorable à l'apparition de la vie dont les scientifiques pensent qu'il a subsisté suffisamment longtemps pour permettre l'éventuel développement d'une chimie dite prébiotique (pouvant conduire à l'apparition du vivant). Reste que, pour ce qu'en sait la science, le vivant – tel qu'on le connaît – n'apparaît pas sans ses briques constitutives, à savoir les fameuses molécules organiques complexes. C'est là qu'interviennent nos deux dernières études.
Les 4 saisons du méthane
L'une traite d'un gaz contenant du carbone, bien connu, le méthane, associé sur Terre à la présence de bactéries méthanogènes du type de celles que l'on trouve dans l'œsophage des vaches. Fin 2014, les chercheurs annonçaient que Curiosity en avait détecté sur Mars. Du méthane bien sûr… pas des bactéries ! La quantité était très faible, mais les chercheurs enregistraient de mystérieuses bouffées survenant de manière aléatoire et multipliant le taux de méthane jusqu'à dix fois. Aujourd'hui, après plusieurs années de mesures mais sans qu'ils soient parvenus à expliquer l'origine de ces bouffées, les scientifiques révèlent l'existence d'un autre phénomène inexpliqué : des fluctuations saisonnières.
« Il y a plus de méthane en été qu'en hiver, la différence étant à peu près d'un facteur trois », explique Pierre Meslin de l'Institut de recherche en astrophysique et planétologie de l'université Paul-Sabatier de Toulouse, coauteur de l'article. « Or, nous avons montré que ni la circulation atmosphérique, ni le rayonnement UV, ni le cycle de pression, ni le cycle de température ne suffisent à l'expliquer. C'est un nouveau mystère martien… » conclut-il. De là à imaginer une colonie de bactéries méthanogènes, même si on ne peut pas l'exclure, il y a un grand pas. À ce stade, une des pistes envisagées est que les premiers centimètres de la surface de Mars, très froide, piègent du méthane provenant du sous-sol durant l'hiver, celui-ci parvenant à s'échapper à la faveur du réchauffement lié à la belle saison. Tout cela ne dit bien évidemment toujours absolument rien de l'origine de ce méthane. Source actuelle ou méthane ancien piégé dans des cages moléculaires appelées clathrates ? Méthane purement chimique, d'origine abiotique, ou méthane d'origine biologique ?
Casse-tête martien
L'autre étude traite de molécules organiques découvertes dans le sol à la surface de Mars. Ces précieuses qui avaient échappé à la mission Viking. Bien sûr, ce n'est pas la première fois que Curiosity dément son aîné. La présence de molécules organiques dans le cratère Gale avait déjà été établie. Toutefois, celles évoquées ici, formellement identifiées, sont un peu plus complexes que les précédentes. C'est pourquoi il a fallu que l'outil SAM (Sample Analysis at Mars) de Curiosity chauffe l'échantillon à plus haute température (au-dessus de 600 degrés) pour les libérer. Diméthylsulfure, thiophène, etc. : leurs noms ne vous diront rien, mais l'essentiel à savoir est qu'il s'agit de molécules contenant du soufre… et, bien sûr, du carbone. « Alors que les molécules que nous avions trouvées précédemment, en chauffant à plus basse température, étaient toutes chlorées », note Caroline Freissinet, coauteur de l'article scientifique.
« L'une des hypothèses est que les molécules organiques évoquées aujourd'hui aient été piégées, et donc protégées, à l'intérieur de sulfates dont on sait qu'ils étaient présents dans l'échantillon d'origine et dont on sait également qu'ils se décomposent (et donc libèrent leur éventuel contenu) à cette température. La deuxième est que l'on ait affaire à de la matière organique très complexe, et dont très réfractaire, et qu'il faille atteindre 600 degrés pour commencer à la décomposer », explique-t-elle. En effet, la technique d'analyse utilisée, qui consiste à chauffer, casse les molécules et permet donc difficilement de dire quelle était la nature des molécules réellement cachées dans l'échantillon. À chaque nouvelle découverte, les membres de l'équipe Curiosity doivent se demander s'il s'agit d'une molécule présente telle quelle dans l'échantillon ou bien s'il s'agit d'une recombinaison liée à la décomposition des molécules présentes dans l'échantillon.
Quoi qu'il en soit, cette nouvelle étape atteste la présence de molécules organiques, de plus en plus complexes, dans le cratère Gale, à une époque où celui-ci représentait un environnement favorable au développement de la vie. L'apport scientifique du vaillant petit rover martien, aux roues cabossées et à la foreuse malade, commence clairement à se dessiner !
le Point
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