Nous avons vu la semaine dernière que la vie sur Terre a été façonnée par son environnement en même temps qu’elle-même l’a réciproquement façonné. A supposer que la vie soit apparue sur Mars en même temps que sur Terre, au tout début de leur histoire puisque les deux planètes se ressemblaient alors beaucoup, quelles ont pu être ses possibilités d’évolution et de divergence ?
Pour répondre à la question, il faut considérer le cadre environnemental martien en le comparant à celui de la Terre. Ce cadre est défini par la masse de la planète et par son histoire géologique (outre sa distance au Soleil). Et l’on voit que les deux divergent assez vite. Sur Mars on distingue trois éons* : le Phylosien (humide, l’âge des feuilles d’argile) du début de l’histoire jusqu’à -4 milliards d’années (Ma), le Theiikhien (volcanique, l’âge du souffre) jusqu’à -3,6 Ma, le Sidérikien (désertique, l’âge du fer) pour toute la suite, jusqu’à nos jours. Sur Terre nous avons l’Hadéen, l’Archéen, le Protérozoïque, le Phanérozoïque. L’Hadéen (correspondant à une planète de surface magmatique, sans croûte formée) est très court sur Mars, en raison de la plus faible masse de cette planète (elle s’est refroidie plus vite) et de l’absence d’impact de l’importance de celui qui a créé la Lune (elle n’est pas retournée tardivement à l’état magmatique comme la Terre l’a été). On ne le distingue pas de ce fait de l’éon suivant, le Phylosien. Le Phylosien est sans doute très semblable au début de notre Archéen (atmosphère très épaisse et sans doute constituée des mêmes gaz, avec eau liquide en surface). Mais il commence beaucoup plus tôt (vers -4,45 Ma), en parallèle de l’Hadéen terrestre et se termine lorsque l’Archéen terrestre commence (-4.2 Ma). L’évolution sur Mars est accélérée. C’est sans doute à la fin de cet éon que le noyau de la planète n’a plus la force de maintenir d’effet dynamo capable de générer un champ magnétique global protecteur. Le Théiikien est contemporain de l’ère Eoarchéenne terrestre (à l’intérieur de l’éon Archéen) de -4.2 à -3.8 Ma. Dès la fin de cette époque (-3.8 Ma), on entre dans l’éon Sidérikien pour Mars et dans la deuxième des quatre ères de l’Archéen terrestre (Paléoarchéen). Sur Mars on reste ensuite dans le Sidérikien jusqu’à aujourd’hui. L’aridité-froide générale de cet éon, explicable par une densité atmosphérique très faible (entrainant sublimation de l’eau) et la distance plus grande de Mars au Soleil que la Terre, étant entrecoupée par des épisodes volcaniques causant des flux aqueux cataclysmiques sous une atmosphère temporairement plus épaisse et plus chaude (effet de serre). Mais cette atmosphère épaisse ne « tient » jamais longtemps car l’attraction gravitationnelle de la planète est trop faible pour la conserver. Avec le temps, l’activité de la planète se calme car elle se refroidit et la croûte s’épaissit, les éruptions volcaniques sont de plus en plus difficiles (ce qui ne veut pas dire qu’elles soient moins violentes et les laves moins abondantes quand elles parviennent à percer la croûte) jusqu’à aujourd’hui où elles ont peut-être cessé.
* Cette segmentation de l’histoire de Mars n’est pas encore reconnue universellement. Elle a été proposée par l’astrophysicien Jean-Pierre Bibring (P.I. du spectroscope Omega embarqué sur l’orbiteur Mars-Express de l’ESA). Elle est fondée sur des constatations géologiques, la morphologie mais aussi la composition des sols et la stratigraphie comme le permet la spectroscopie et l’étude par radar. La plupart des planétologues en sont (malheureusement) restés à la classification ancienne reposant sur l’image visuelle : la cratérisation des sols (nombre et tailles des impacts) et les grands phénomènes qui ont marqué la planète de leur passage : Noachien (abondance des cratères), Hespérien (volcanisme) -4.0 Ma à -3.5 Ma, Amazonien (flux aqueux cataclysmiques) ensuite. Il y a un léger décalage entre les deux classifications. Dans celles de Jean-Pierre Bibring les deux premiers éons, ceux de la « planète vivante », sont plus courts.
Faisons donc l’hypothèse que la vie serait apparue sur Mars, en même temps que sur Terre et peut-être un peu avant (-4,2 Ma ?) puisque l’Hadéen (température très élevée) a été très court sur Mars et que donc il y a eu une croûte et de l’eau liquide peut-être déjà vers -4,4 Ma. Certains paléogéobiologiste comme Steven Benner, pensent même que les conditions étaient plus favorables sur Mars que sur Terre (notamment quelques terres émergées plutôt qu’une planète-océan) et qu’en conséquence c’est sur Mars qu’a commencé la vie commune qui ensuite a été transportée sur Terre par quelque petit astéroïde interplanétaire créé et expulsé par l’impact d’un plus gros astéroïde sur Mars (il y en a eu, on les appelle les « météorites SNC » !). Ce petit astéroïde, habité par des spores de microbes martiens, serait arrivé sur Terre au début de l’Eoarchéen. J’ai toutefois une réserve sur ce point car dès le début nous avons sur Terre les deux formes de vie procaryote (archée et bactérie) et cela supposerait que par une chance extraordinaire le petit astéroïde ait transporté les spécimens des deux. Il faudrait plutôt que ce soient des ancêtres prébiotiques de notre LUCA, Last Universal Common Ancestor, qui aient fait le voyage et que la dernière étape vers la vie n’ait pu être franchie que sur Terre.
Supposons cependant, par hypothèse, que les ancêtres des premiers procaryotes aient pu trouver un terrain propice à leur passage du prébiotique au biotique sur Mars aussi bien que sur Terre où ils auraient pu se nourrir des mêmes ressources locales (autotrophes) et se reproduire, en bénéficiant de conditions énergétiques suffisantes.
Si la vie est apparue et s’est développée sur les deux planètes il n’y aurait eu que peu de différenciations ou divergences entre les modes de fonctionnement et l’évolution des lignées de vie au début puisque les milieux étaient très semblables (avec une nuance cependant en fonction du stade d’évolution atteint sur Mars lors de l’éventuelle migration vers la Terre). Les premières formes de vie passaient sans doute l’essentiel de leur temps dans l’eau, milieu plus riche et plus sécurisé que les terres émergées (quoique très rares sur Terre et moins sur Mars). La seule nuance étant que déjà vers -4 Ma, Mars a connu des périodes de très faible pression atmosphérique (donc déjà un assèchement) qui ont pu conduire à une adaptation darwinienne des microbes martiens éloignant déjà les deux formes de vie.
Si la migration vers la Terre s’est effectuée juste avant l’apparition de notre LUCA nous sommes probablement constitués des mêmes éléments. Mais les constituants, acides aminées ou lipides de leur membrane lipidique, par exemple, pourraient ne pas être les mêmes, si la migration s’est effectuée avant une évolution suffisamment poussée sur Mars.
Après -3,6 Ma, tout change. Autant la Terre continue à offrir un habitat de surface, riche et utilisable pour se nourrir et se reproduire, autant les conditions (disparitions des océans, flux cataclysmiques intermittents) deviennent difficiles sur Mars. Il ne serait pas étonnant que les formes de vie sur cette planète aient divergé fortement dès ce moment, les procaryotes martiens étant contraints pour survivre de devenir beaucoup plus résistants tout en perdant la capacité comme leurs cousins terrestres, d’exploiter l’eau de mer grâce à l’énergie du Soleil pour en capter les électrons ou en n’ayant même pas eu le temps d’y parvenir.
La suite c’est qu’il n’y a probablement pas eu de cyanobactéries-photosynthétiques rejetant dans l’atmosphère de Mars l’oxygène produit par leur métabolisme (et indirectement pas de couche d’ozone protectrice). C’est sans doute aussi pour cela que jusqu’à présent on n’a pas trouvé beaucoup de carbonate de calcium (calcaire) sur Mars puisque sur Terre il provient essentiellement d’animaux à coquille.
Toujours est-il que la perte d’atmosphère a sans doute déclenché une première extinction de masse de l’hypothétique vie martienne. Extinction qui a forcément conduit à une modification importante de l’arbre phylogénétique de cette vie. Qu’a-t-il pu advenir ensuite ? Sans doute une floraison nouvelle à chaque période volcanique*, qui a permis à la vie de « tenir » sous forme de spore, malgré l’aridité et la disparition de l’eau liquide jusqu’à l’épisode volcanique suivant. On peut supposer que ces alternances, très dures, des conditions environnementales ont pu permettre à la vie martienne de muter plusieurs fois et de s’endurcir, c’est-à-dire de devenir extrêmement résistante. Jusqu’à quand ?
*En dehors des périodes volcaniques, il y a bien sûr eu d’autres cataclysmes : des impacts de gros astéroïdes, des changements d’inclinaison de l’axe de rotation de la planète et des changements dans l’excentricité de l’orbite. Les premiers ont pu aussi conduire à des épaississements de l’atmosphère et les seconds à des périodes de glaciation. Mais les effets sur des microbes n’ont pas dû être très différents que les épisodes volcaniques. Quant aux changements d’excentricité de l’orbite, ils ont pu avoir des effets marginaux sur le climat, sans conséquences majeures pour ces mêmes microbes car ces derniers, êtres moins complexes que les métazoaires, animaux ou plantes, sont plus résilients.
Il y a plusieurs points d’interrogation qui résultent de cette histoire : 1) On ne sait toujours pas si la vie a pu apparaître sur Mars. 2) Si elle est apparue, on ne sait évidemment pas si elle a pu se maintenir en sous-sol entre les épisodes aqueux. 3) Si elle a survécu au début de l’histoire de Mars, on ne sait pas si elle a pu survivre pendant la dernière période depuis le dernier épisode aqueux car on ne sait pas à quelle époque il remonte. On sait que les procaryotes (bactéries ou archées) peuvent survivre très longtemps sous forme de spores, plusieurs dizaines de millions d’années. Mais cette résilience a-t-elle été suffisante ? Les intervalles entre les dernières périodes d’habitabilité n’ont-ils pas été trop longs ?
Si toutefois la vie martienne a survécu jusqu’à aujourd’hui, elle ne peut être que de type procaryotique car on ne voit pas quel événement aurait pu lui permettre de domestiquer la combustion de l’oxygène étant donné qu’il n’y avait aucune incitation biologique à le faire. Absence d’oxygène moléculaire signifie pas de métazoaire donc pas de plantes et pas d’animaux. Par ailleurs, cette vie procaryote si elle existe ou si elle subsiste, doit être à une profondeur dans le sol qui la protège contre les radiations, qui lui donne un minimum d’humidité et un minimum de chaleur tout en supposant que les minéraux qui l’entourent lui permette de se nourrir. Au moins deux mètres (radiations) mais probablement beaucoup plus. En tout cas, en raison de son histoire très différente de la nôtre, elle est forcément très différente de la nôtre et elle doit être rare car on n’a pas remarqué de façon évidente dans l’atmosphère, de gaz provenant de rejets métaboliques abondants. Les apparitions supposées de bouffées de méthane ont été erratiques et faibles, à la limite du doute.
Le point d’interrogation subsistera, au moins jusqu’à la campagne d’exploration suivant l’atterrissage de la sonde ExoMars…en 2029 (espérons) !
Illustration de titre : le rover Rosalind Franklin de la mission ExoMars de l’ESA en train d’effectuer un forage. Vue d’artiste, crédit ESA.
Après le 30 juin 2023 vous pourrez continuer à me lire et à commenter sur un nouveau blog que je viens de faire créer par le développeur Dinamicom et qui reprend toutes les archives (articles et commentaires) du présent blog hébergé par Le Temps. Je serais heureux que vous vous y abonniez.
Nom du blog: “Exploration spatiale – le blog de Pierre Brisson“. Lien vers le blog :
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Pierre Brisson, espérons effectivement que nous ayons des réponses en 2029, avec la belle mission envoyée par l’Europe et croisons des doigts pour qu’elle réussisse enfin à atterrir correctement !
Bien à vous. Jean-Philippe Verselin
Je ne voudrais pas doucher les enthousiasmes, mais je doute beaucoup qu’ExoMars, si cette mission décolle. … et atterrisse, enfin (!), apporte une réponse quelconque à la question posée, tant la probabilité que la vie ait jamais existé sur Mars est faible. C’est pourquoi, à mon avis, les missions martiennes ne devraient jamais avoir pour objectif PRINCIPAL la recherche d’une plus qu’hypothétique vie sur la planète ”rouillée”. Il y a suffisamment d’autres choses intéressantes à étudier sur Mars (son atmosphère, sa géologie, ses caractéristiques hydrologiques, … ) avec, là, la certitude d’obtenir des résultats, pour ne pas gaspiller ses efforts dans des recherches illusoires (ce qui n’empêche pas d’y consacrer quelques recherches aussi le cas échéant, mais accessoires). Le danger est qu’à force d’espoirs (vendus à tort) déçus, le grand public finisse par trouver que l’on a assez dépensé d’argent ”pour rien” dans l’exploration martienne et s’en détourne complètement.
La probabilité d’une vie sur Mars, actuelle ou passée, est assurément faible : tout le monde en convient. Mais ce n’en serait pas moins une très grande découverte et sans commune mesure avec les autres sujets que vous citez. Il faudrait donc que cette probabilité soit particulièrement infime, voire dérisoire, pour ne pas mériter d’être l’objet principal des missions en cours.
Peut-être est-ce ainsi, mais scientifiquement parlant, qu’est-ce qui vous permet de l’affirmer d’emblée ? Et sait-on donc “chiffrer” cette probabilité ? Ce qui devrait précéder tout classement dans la mission. Sinon, il est logique d’en faire la priorité.
Il suffit de rappeler l’incroyable conjonction de circonstances tout-à-fait extraordinaires et exceptionnelles qui a permis à la vie d’émerger sur Terre (ce que Monsieur Brisson a fait ici à plusieurs reprises) pour se rendre compte que la probabilité que ce miracle ait eu lieu ailleurs, en particulier sur Mars, est EXTREMEMENT faible. En mettant un accent trop appuyé sur la recherche de traces de vie, passées ou présentes, sur la planète rouge, on court le risque comme je l’ai écrit que le grand public finisse par se lasser de ces missions fort coûteuses ”qui n’aboutissent à rien” (de ce que l’on avait fait miroiter comme résultat attendu) et devienne alors réticent à financer de nouvelles missions, en particulier habitées, qui, elles, fourniraient des résultats intéressants à coup sûr (autres que la découverte d’une plus qu’hypothétique vie extraterrestre!) . Ce n’est même pas une supposition, il y a déjà des mouvements assez forts en ce sens, en particulier aux USA.
Non, je regrette. Ce qui a été démontré plusieurs fois dans ces colonnes, c’est l’extrême faiblesse de la probabilité de la vie en un point choisi au hasard : notre Terre par exemple. Ce que personne ne conteste.
Mais ce qui n’implique pas que ce ne se soit jamais produit ailleurs. Et Mars n’est pas un point quelconque : c’est la voisine et jumelle d’une planète à la vie foisonnante. Assez jumelle pour que certains envisagent de s’y installer. Issue de la même nébuleuse, exposée à la même étoile, s’échangeant des impacts de météorites … que des facteurs qui accroissent les chances d’une vie parallèle à la nôtre, à un point possible de son histoire. Rien du reste dans le dernier article de Monsieur Brisson ne l’exclut.
L’accroissent jusqu’à quelle probabilité ? Nul ne sait. Et ne peut donc exclure que cela vaille la peine d’en faire l’objet principal d’un programme in situ. Au contraire, s’il faut le faire, aujourd’hui c’est justement sur Mars.
Quant au grand public, oui, le risque de déception existe toujours. Mais pour le moment, à tort ou à raison, c’est bien la recherche de la vie qui stimule son intérêt.
Je n’ai jamais écrit que la probabilité d’émergence de la vie ailleurs que sur Terre était totalement exclue, seulement qu’elle était FORT improbable étant donné le nombre de conditions exceptionnelles, par ailleurs devant intervenir selon une séquence temporelle bien précise, qui ont présidé à son apparition sur Terre. C’est mathématique, la probabilité d’une séquence d’événements tous nécessaires est donnée par la multiplication des probabilités individuelles de ces événements. Et si ces événement sont nombreux et leurs probabilités d’occurrence faible, la probabilité résultante devient effectivement, elle, extrêmement faible; les chiffres ne mentent pas. Et concernant Mars, ce n’est quand même pas une jumelle de la Terre, même si à une époque lointaine, certaines (mais de loin pas toutes!) ses conditions de surface ont pu présenter quelques similitudes durant une période relativement courte par rapport aux temps géologiques avec celles de notre planète. En tout cas, après déjà des années d’études de la planète rouge (le corps céleste le mieux connu après la Terre), on n’a jusqu’ici pas trouvé le plus petit indice d’une possible vie présente ou passée sur Mars; ce n’est évidemment pas une preuve définitive qu’il n’y a rien à découvrir sur ce plan, mais quand même une indication. Je ne demande pas non plus qu’on abandonne toute recherche de ce type, seulement qu’on optimise la probabilité d’obtenir des résultats intéressants de missions extrêmement coûteuses en n’en faisant pas l’objet principal, si ce n’est unique, de ces expéditions, et d’être honnête sur ce point vis-à-vis du grand public (pas lui ”vendre” des illusions). Mais je sais que je ne vous convaincrai pas, et la réciproque est tout aussi vraie; j’en resterai donc là pour ma part dans ce débat qui tend à tourner au dialogue de sourds ce qui doit lasser les lecteurs.
Bonjour
Que la vie existe ou non sur MARS il faudra prendre des precautions avec les futurs equipages de retour sur terre ainsi que leurs materiels :on ne sait jamais! quand on voit les degats causes par le covid !!!!
Rassurez-vous, la probabilité d’importer des germes pathogènes d’une planète aussi stérile que Mars est vraiment infinitésimale. En outre, étant donné les différences soulignées par Monsieur Brisson, il est tout aussi improbable que ces germes puissent interférer avec des organismes terrestres même si, par extraordinaire, ces germes martiens existaient.
Cher Monsieur Brisson
Votre article est excellent; Mais ce qui m a beaucoup passionne dans le passe c est l apparition de la vie au tout debut:appartion des premieres molecules etc et la j etais tombe a l epoque sur la pensee qu il s agit d une question de conditions physicochimiques et de temps (duree) et de hazard mais je crois que nous avons deja parle de ce sujet. combien ca coute l inscription a votre blog?
Cordialement
Oui le sujet est un peu différent mais je l’ai déjà traité.
Pour ce qui est du coût de l’inscription à mon nouveau blog, il n’y en a pas, elle est gratuite.
en ces temps je regarde des articles concernant la vie sans adn c est interressant
Bonjour Monsieur
L existence d une forme de vie a base de silicium n est pas impossible.
D autre part certains grands scientifiques comme mr Penrose emettent l hypothese que l univers possede une conscience …. qu en pensez vous ?
Cordialement
Le silicium peut effectivement utiliser quatre liaisons, ce qui permet de constituer des molécules complexes. Mais je crois que les liaisons silicium sont moins “souples” que les liaisons carbones. Lisez ce qu’en dit l’Encyclopedia Universalis :
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Pour ce qui est de votre seconde remarque, je ne vais pas y répondre car cela m’entrainerait trop loin. Disons que c’est une belle idée mais qu’elle est difficilement vérifiable.