De nouvelles recherches suggèrent que les tempêtes de poussière à l'échelle de la planète sur Mars pourraient créer une neige de produits chimiques corrosifs toxiques pour la vie. Les éléments pourraient alors se reformer en molécules de peroxyde d'hydrogène et tomber au sol sous forme de neige qui détruirait les molécules organiques associées à la vie. Ce produit chimique toxique pourrait être concentré dans les couches supérieures du sol martien, empêchant la vie de survivre.
Les tempêtes de poussière à l'échelle de la planète qui recouvrent périodiquement Mars d'un manteau rouge peuvent générer une neige de produits chimiques corrosifs, y compris du peroxyde d'hydrogène, qui seraient toxiques pour la vie, selon deux nouvelles études publiées dans le dernier numéro de la revue Astrobiology .
En se basant sur des études de terrain sur Terre, des expériences de laboratoire et une modélisation théorique, les chercheurs soutiennent que des produits chimiques oxydants pourraient être produits par l'électricité statique générée dans les nuages de poussière tourbillonnants qui obscurcissent souvent la surface pendant des mois, a déclaré l'Université de Californie à Berkeley, le physicien Gregory T Delory, premier auteur d'un des articles. Si ces produits chimiques ont été produits régulièrement au cours des 3 derniers milliards d'années, alors que Mars était vraisemblablement sec et poussiéreux, le peroxyde accumulé dans le sol de surface aurait pu atteindre des niveaux qui tueraient «la vie telle que nous la connaissons», a-t-il déclaré.
"Si cela est vrai, cela affecte grandement l'interprétation des mesures du sol effectuées par les atterrisseurs vikings dans les années 1970", a déclaré Delory, chercheur principal au Laboratoire des sciences spatiales de l'UC Berkeley. Un objectif majeur de la mission Viking, composée de deux vaisseaux spatiaux lancés par la NASA en 1975, consistait à tester le sol rouge de Mars à la recherche de signes de vie. En 1976, les deux atterrisseurs à bord du vaisseau spatial se sont installés sur la surface martienne et ont effectué quatre tests distincts, dont certains qui consistaient à ajouter des nutriments et de l'eau à la saleté et à renifler pour la production de gaz, ce qui pourrait être un signe révélateur de micro-organismes vivants.
Les tests n'ont pas été concluants car les gaz n'ont été produits que brièvement et d'autres instruments n'ont trouvé aucune trace de matières organiques qui serait attendue si la vie était présente. Ces résultats indiquent davantage une réaction chimique que la présence de vie, a déclaré Delory.
"Le jury ne sait toujours pas s'il y a de la vie sur Mars, mais il est clair que Mars a des conditions très réactives chimiquement dans le sol", a-t-il déclaré. "Il est possible qu'il puisse y avoir des effets corrosifs à long terme qui pourraient affecter les équipages et l'équipement en raison des oxydants dans le sol martien et la poussière."
Dans l'ensemble, at-il dit, "l'exposition intense aux ultraviolets, les basses températures, le manque d'eau et les oxydants dans le sol rendraient difficile la survie de tout microbe sur Mars."
L'article de Delory et ses collègues paru dans le numéro de juin d'Astrobiology démontre que les champs électriques générés par les tempêtes et les tornades plus petites, appelées diables de poussière, pourraient séparer le dioxyde de carbone et les molécules d'eau, leur permettant de se recombiner sous forme de peroxyde d'hydrogène ou de superoxydes plus compliqués. . Tous ces oxydants réagissent facilement avec et détruisent d'autres molécules, y compris les molécules organiques associées à la vie.
Un deuxième article, co-rédigé par Delory, démontre que ces oxydants pourraient se former et atteindre de telles concentrations près du sol pendant une tempête qu'ils se condenseraient en chutes de neige, contaminant les couches supérieures du sol. Selon l'auteur principal Sushil K. Atreya du Département des sciences atmosphériques, océaniques et spatiales de l'Université du Michigan, les superoxydants pourraient non seulement détruire les matières organiques sur Mars, mais accélérer la perte de méthane de l'atmosphère.
Les coauteurs des deux articles proviennent du Goddard Space Flight Center de la NASA; l'Université du Michigan; Université de Duke; l'Université de l'Alaska, Fairbanks; l'Institut SETI; Institut de recherche du Sud-Ouest; l'Université de Washington, Seattle; et l'Université de Bristol en Angleterre.
Delory et ses collègues ont étudié les diables de poussière dans le sud-ouest américain pour comprendre comment l'électricité est produite dans de telles tempêtes et comment les champs électriques affecteraient les molécules de l'air - en particulier, des molécules comme celles de la fine atmosphère martienne.
"Nous essayons de regarder les caractéristiques qui rendent une planète habitable ou inhabitable, que ce soit pour la vie qui s'y est développée ou pour la vie que nous y apportons", a-t-il déclaré.
Sur la base de ces études, lui et ses collègues ont utilisé des modèles de physique des plasmas pour comprendre comment les particules de poussière se frottant les unes contre les autres pendant une tempête se chargent positivement et négativement, de la même manière que l'électricité statique s'accumule lorsque nous traversons un tapis ou que l'électricité se construit dans les nuages d'orage . Bien qu'il n'y ait aucune preuve de décharges de foudre sur Mars, Delory et ses collègues ont découvert que le champ électrique généré lorsque des particules chargées se séparent dans une tempête de poussière pourrait accélérer les électrons à des vitesses suffisantes pour séparer les molécules.
«De notre travail sur le terrain, nous savons que de forts champs électriques sont générés par les tempêtes de poussière sur Terre. De plus, des expériences en laboratoire et des études théoriques indiquent que les conditions dans l'atmosphère martienne devraient également produire de forts champs électriques lors des tempêtes de poussière », a déclaré le co-auteur Dr. William Farrell du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Md.
Étant donné que la vapeur d'eau et le dioxyde de carbone sont les molécules les plus répandues dans l'atmosphère martienne, les ions les plus susceptibles de se former sont l'hydrogène, l'hydroxyle (OH) et le monoxyde de carbone (CO). Un des produits de leur recombinaison, selon la deuxième étude, serait le peroxyde d'hydrogène (H2O2). À des concentrations suffisamment élevées, le peroxyde se condenserait en un solide et tomberait de l'air.
Si ce scénario s'est joué sur Mars pendant une grande partie de son histoire, le peroxyde accumulé dans le sol aurait pu tromper les expériences Viking en quête de vie. Alors que les expériences de libération étiquetée et d'échange de gaz sur les atterrisseurs ont détecté du gaz lorsque de l'eau et des nutriments ont été ajoutés au sol martien, l'expérience du spectromètre de masse des atterrisseurs n'a trouvé aucune matière organique.
À l'époque, les chercheurs ont suggéré que des composés très réactifs dans le sol, peut-être du peroxyde d'hydrogène ou de l'ozone, auraient pu produire les mesures, imitant la réponse des organismes vivants. D’autres ont suggéré une source possible pour ces oxydants: des réactions chimiques dans l’atmosphère catalysées par la lumière ultraviolette du soleil, qui est plus intense en raison de la faible atmosphère de Mars. Cependant, les niveaux prévus étaient bien inférieurs à ceux nécessaires pour produire les résultats Viking.
La production d'oxydants par les tempêtes de poussière et les diables de poussière, qui semblent être courants sur Mars, serait suffisante pour provoquer les observations des Vikings, a déclaré Delory. Il y a trente ans, certains chercheurs ont envisagé la possibilité que les tempêtes de poussière soient électriquement actives, comme les orages de la Terre, et que ces tempêtes pourraient être une source de la nouvelle chimie réactive. Mais cela n'avait pas été testable jusqu'à présent.
"La présence de peroxyde peut expliquer le dilemme que nous avons eu avec Mars, mais il y a encore beaucoup de choses que nous ne comprenons pas sur la chimie de l'atmosphère et des sols de la planète", a-t-il déclaré.
La théorie pourrait être testée plus avant par un capteur de champ électrique travaillant en tandem avec un système de chimie atmosphérique sur un futur rover ou atterrisseur Mars, selon les membres de l'équipe.
L'équipe comprend Delory, Atreya, Farrell et Nilton Renno & Ah-San Wong de l'Université du Michigan; Steven Cummer de Duke University, Durham, N.C .; Davis Sentman de l'Université de l'Alaska; John Marshall du SETI Institute à Mountain View, Californie; Scot Rafkin du Southwest Research Institute à San Antonio, Texas; et David Catling de l'Université de Washington.
La recherche a été financée par le programme de recherche fondamentale Mars de la NASA et par les fonds institutionnels internes de la NASA Goddard.
Source d'origine: communiqué de presse de l'UC Berkeley
