Dans une nouvelle étude publiée aujourd’hui dans la revue Avancées de l’AGU, des scientifiques du MIT et de la NASA rapportent que sept échantillons de roches collectés le long du « front d’éventail » du cratère Jezero sur Mars contiennent des minéraux qui se forment généralement dans l’eau. Ces résultats suggèrent que les roches ont été déposées à l’origine par l’eau ou qu’elles se sont formées en présence d’eau.
Les sept échantillons ont été collectés par le rover Perseverance de la NASA en 2022 lors de son exploration du versant ouest du cratère, où certaines roches se seraient formées dans ce qui est maintenant un ancien lac asséché. Les membres de l’équipe scientifique de Perseverance, dont des scientifiques du MIT, ont étudié les images du rover et les analyses chimiques des échantillons, confirmant que les roches contiennent effectivement des traces d’eau et que le cratère était probablement autrefois un environnement aquatique et habitable.
Il n’est pas encore certain que le cratère ait été habité. L’équipe a constaté que la présence de matière organique – la matière première de la vie – ne peut pas être confirmée, du moins sur la base des mesures du rover. Cependant, en se basant sur la teneur en minéraux des roches, les scientifiques pensent que ces échantillons représentent leur meilleure chance de trouver des signes de vie martienne ancienne une fois que les roches seront renvoyées sur Terre pour une analyse plus détaillée.
« Ces roches confirment la présence, au moins temporairement, d’environnements habitables sur Mars », explique l’auteur principal de l’étude, Tanja Bosak, professeur de géobiologie au Département des sciences de la Terre, de l’atmosphère et des planètes (EAPS) du MIT. « Ce que nous avons découvert, c’est qu’il y avait effectivement beaucoup d’activité aquatique. Pendant combien de temps, nous ne le savons pas, mais certainement assez longtemps pour créer ces gros dépôts sédimentaires.
De plus, certains des échantillons collectés pourraient avoir été déposés à l’origine dans l’ancien lac il y a plus de 3,5 milliards d’années, avant même les premiers signes de vie sur Terre.
« Ce sont les roches les plus anciennes qui ont pu être déposées par l’eau, sur lesquelles nous avons jamais posé la main ou les bras d’un rover », explique le co-auteur Benjamin Weiss, professeur Robert R. Shrock de sciences de la Terre et des planètes au MIT. « C’est passionnant, car cela signifie que ce sont les roches les plus prometteuses qui pourraient avoir préservé des fossiles et des signatures de vie. »
Les co-auteurs de l’étude au MIT comprennent la postdoctorante Eva Scheller et le chercheur Elias Mansbach, ainsi que des membres de l’équipe scientifique Perseverance.
À l’avant
Les nouveaux échantillons de roches ont été collectés en 2022 dans le cadre de la campagne Fan Front du rover – une phase exploratoire au cours de laquelle Perseverance a traversé le versant ouest du cratère Jezero, où une région en forme d’éventail contient des roches sédimentaires en couches. Les scientifiques soupçonnent que ce « front en éventail » est un ancien delta créé par des sédiments qui coulaient avec une rivière et se sont déposés dans le lit d’un lac désormais asséché. Si la vie existait sur Mars, les scientifiques pensent qu’elle pourrait être préservée dans les couches de sédiments situées le long du front de l’éventail.
En fin de compte, Perseverance a collecté sept échantillons à divers endroits le long du devant du ventilateur. Le rover a obtenu chaque échantillon en forant dans le substrat rocheux martien et en extrayant une carotte de la taille d’un crayon, qu’il a ensuite scellée dans un tube pour être un jour récupéré et renvoyé sur Terre pour une analyse détaillée.
Avant d’extraire les carottes, le rover a pris des images des sédiments environnants à chacun des sept emplacements. L’équipe scientifique a ensuite traité les données d’imagerie pour estimer la taille moyenne des grains et la composition minérale d’un sédiment. Cette analyse a montré que les sept échantillons collectés contiennent probablement des traces d’eau, ce qui suggère qu’ils ont été initialement déposés par l’eau.
Plus précisément, Bosak et ses collègues ont trouvé des traces de certains minéraux dans les sédiments connus pour précipiter hors de l’eau.
« Nous avons trouvé beaucoup de minéraux comme les carbonates, qui constituent les récifs sur Terre », explique Bosak. « Et c’est vraiment un matériau idéal pour préserver les fossiles de la vie microbienne. »
Il est intéressant de noter que les chercheurs ont également identifié des sulfates dans certains échantillons collectés à la base de la façade du ventilateur. Les sulfates sont des minéraux qui se forment dans l’eau très salée – un autre signe de la présence d’eau dans le cratère à un moment donné – bien que l’eau très salée, note Bosak, « ne soit pas nécessairement la meilleure chose pour la vie ». Si le cratère tout entier était autrefois rempli d’eau très salée, il serait alors difficile à toute forme de vie de prospérer. Mais si seulement le fond du lac était saumâtre, cela pourrait être un avantage, au moins pour préserver tout signe de vie qui aurait pu vivre plus haut, dans des couches moins salées, et qui finirait par mourir et dériver vers le fond.
« Aussi salé soit-il, s’il y avait des matières organiques présentes, c’est comme mariner quelque chose dans du sel », explique Bosak. « S’il y avait de la vie qui tombait dans la couche salée, elle serait très bien préservée. »
Empreintes digitales floues
Mais l’équipe souligne que la matière organique n’a pas été détectée avec certitude par les instruments du rover. La matière organique peut être un signe de vie, mais elle peut aussi être produite par certains processus géologiques qui n’ont rien à voir avec la matière vivante. Le prédécesseur de Perseverance, le rover Curiosity, avait détecté de la matière organique dans le cratère Gale de Mars, qui, selon les scientifiques, pourrait provenir d’astéroïdes qui ont eu un impact avec Mars dans le passé.
Et lors d’une campagne précédente, Perseverance a détecté ce qui semblait être des molécules organiques à plusieurs endroits le long du fond du cratère Jezero. Ces observations ont été prises par l’instrument SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals) du rover, qui utilise la lumière ultraviolette pour scanner la surface martienne. Si des matières organiques sont présentes, elles peuvent briller, comme un matériau sous une lumière noire. Les longueurs d’onde auxquelles le matériau brille agissent comme une sorte d’empreinte digitale pour le type de molécules organiques présentes.
Lors de l’exploration précédente du fond du cratère par Perseverance, SHERLOC semblait détecter des signes de molécules organiques dans toute la région, et plus tard, à certains endroits le long du front du ventilateur. Mais une analyse minutieuse, menée par Eva Scheller du MIT, a révélé que si les longueurs d’onde particulières observées pourraient être des signes de matière organique, elles pourraient tout aussi bien être des signatures de substances qui n’ont rien à voir avec la matière organique.
« Il s’avère que les métaux cérium incorporés dans les minéraux produisent en réalité des signaux très similaires à ceux de la matière organique », explique Scheller. « Lors de leur étude, les signaux organiques potentiels étaient fortement corrélés aux minéraux phosphatés, qui contiennent toujours du cérium. »
Les travaux de Scheller montrent que les mesures du rover ne peuvent pas être interprétées définitivement comme de la matière organique.
« Ce n’est pas une mauvaise nouvelle », déclare Bosak. « Cela nous indique simplement qu’il n’y a pas de matière organique très abondante. Il est encore possible qu’il soit là. C’est juste en dessous de la limite de détection du rover.
Lorsque les échantillons collectés seront finalement renvoyés sur Terre, Bosak affirme que les instruments de laboratoire auront une sensibilité plus que suffisante pour détecter toute matière organique qui pourrait s’y trouver.
« Sur Terre, une fois que nous aurons des microscopes avec une résolution à l’échelle nanométrique et divers types d’instruments que nous ne pouvons pas équiper sur un seul rover, nous pourrons alors réellement tenter de rechercher la vie », dit-elle.
Ce travail a été soutenu en partie par la NASA.
