Qu'ont en commun le charbon, le pétrole brut et les truffes? Aller de l'avant. Nous attendrons.
La réponse est les thiophènes, une molécule qui se comporte beaucoup comme le benzène. Le pétrole brut, le charbon et les truffes contiennent tous des thiophènes. Faites donc quelques autres substances. MSL Curiosity a trouvé des thiophènes sur Mars, et bien que cela ne prouve pas de façon concluante que Mars a autrefois hébergé la vie, sa découverte est une étape importante pour le rover. D'autant plus que les truffes sont vivantes et que le pétrole et le charbon l'étaient autrefois.
Une citation du site Web Curiosity de la NASA nous rappelle quelle est la mission du rover: «Curiosity a été conçue pour évaluer si Mars a jamais eu un environnement capable de supporter de petites formes de vie appelées microbes. En d’autres termes, sa mission est de déterminer «l’habitabilité» de la planète. »
Un couple de scientifiques de l'Université technique de Berlin pense que la curiosité des thiophènes trouvée sur Mars pourrait être une signature de la vie martienne. S'ils ont raison, alors Mars était, à une époque, habitée par de simples formes de vie. Ils ont présenté leurs conclusions dans un nouveau document.
La paire est Dirk Schulze-Makuch et Jacob Heinz. Schulze-Makuch est également astrobiologiste à la Washington State University. Leur article s'intitule «Thiophènes sur Mars: origine biotique ou abiotique?» Il est publié dans la revue Astrobiology.
MSL Curiosity a trouvé les thiophènes dans les sédiments martiens. C'est l'une des nombreuses molécules intéressantes trouvées sur Mars qui pourraient avoir une origine biotique. Les thiophènes peuvent également avoir une origine abiotique par diagenèse, qui sont des changements physiques et chimiques qui se produisent lorsque les sédiments deviennent des roches sédimentaires.
Afin de trouver les thiophènes dans les sédiments martiens, Curiosity a d'abord dû chauffer l'échantillon au-dessus de 500 degrés Celsius. Curiosity l'a ensuite examiné avec l'instrument SAM (Sample Analysis at Mars). SAM a analysé les gaz sortant de l'échantillon en utilisant la chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse. SAM est en fait trois instruments en un, et ensemble, ils recherchent des produits chimiques organiques.
"Nous avons identifié plusieurs voies biologiques pour les thiophènes qui semblent plus probables que les voies chimiques, mais nous avons encore besoin de preuves", a déclaré Dirk Schulze-Makuch dans un communiqué de presse. "Si vous trouvez des thiophènes sur Terre, alors vous penseriez qu'ils sont biologiques, mais sur Mars, bien sûr, la barre pour prouver que cela doit être un peu plus élevé."
Les thiophènes ont une structure qui suggère une possible origine biotique. Ils ont quatre atomes de carbone et un seul atome de soufre disposés en anneau, avec des atomes d'hydrogène. Les hydrocarbures sont des éléments essentiels de la chimie organique, et les molécules d'hydrocarbures contenant des atomes de soufre sont une partie importante de l'étude de la chimie organique.
Il existe des sources non biologiques de thiophènes. Ils peuvent être créés par des impacts de météores et par un processus appelé réduction thermochimique du sulfate, où les composés sont chauffés au-dessus de 120 degrés Celsius (248 F).
Mais ce sont les sources biologiques de thiophènes qui sont les plus intéressantes. Dans un passé lointain, il y a environ 3 milliards d'années, Mars était un endroit très différent. Il y avait probablement un environnement chaud et humide qui aurait pu abriter la vie. Ces anciennes bactéries auraient pu faciliter un processus de réduction des sulfates biologiquement, ce qui a entraîné les thiophènes détectés par Curiosity.
La technologie évolue rapidement. La curiosité était beaucoup plus avancée que ses prédécesseurs Spirit et Opportunity. Il utilise une technologie qui décompose les grosses molécules en molécules plus petites pour l'analyse. Mais lorsque le prochain rover de Mars, la mission ExoMars de l'ESA, arrivera sur la planète rouge, il apportera une technologie encore plus avancée.
Le MOMA d'ExoMars (Mars Organic Molecule Analyzer) est le premier instrument d'astrobiologie du rover ExoMars, et aussi le plus grand instrument. Il est un peu plus raffiné que l'instrument de Curiosity, et il ne s'appuie pas sur la fragmentation pour étudier les molécules. MOMA permettra la collecte et l'étude de molécules plus grosses.
MOMA utilisera le concept d'homochiralité pour identifier les molécules comme biotiques ou abiotiques, ce que la curiosité MSL ne peut pas faire. L'homochiralité est une propriété des acides aminés et des sucres. Beaucoup de molécules organiques nécessaires à la vie, y compris les acides aminés et les sucres, peuvent être de type gaucher ou droitier, appelées chiralité.
Dans la vie terrestre, 19 des 20 acides aminés sont homochiraux et gauchers, tandis que les sucres, qui font partie de l'ARN et de l'ADN, sont homochiraux et droitiers. L'homochiralité est essentielle pour un métabolisme efficace. Mais les mêmes produits chimiques produits dans un laboratoire auront des abondances égales de types gauchers et droitiers. L'idée de base est que si nous trouvons des éléments constitutifs homochiraux de la vie, ils ont probablement une source biologique.
Les rapports isotopiques peuvent également différencier les mêmes atomes d'origine biotique ou abiotique. Schulze-Makuch et Heinze, les auteurs de cet article, pensent que certaines des données du rover ExoMars devraient être utilisées pour rechercher également des isotopes de carbone et de soufre. En particulier, les isotopes les plus légers des deux. Ils pensent que c'est là que nous sommes le plus susceptibles de trouver une origine biologique.
«Les organismes sont« paresseux ». Ils préfèrent utiliser les variations isotopiques légères de l'élément, car cela leur coûte moins d'énergie», a déclaré Schulze-Makuch.
Les formes de vie ont tendance à modifier l'équilibre entre les isotopes légers et les isotopes lourds des éléments qu'ils produisent. Ce rapport est différent de celui des mêmes éléments dans leurs blocs de construction. C’est un «signe révélateur de la vie» selon Schulze Makuch.
La discussion sur la vie sur Mars se poursuit depuis des décennies. Lorsque les atterrisseurs vikings étaient sur Mars en 1976, ils ont effectué les toutes premières mesures in situ, à la recherche de composés organiques. Ce qu'ils ont trouvé est encore quelque peu controversé aujourd'hui, car aucune expérience de laboratoire n'a été en mesure de recréer complètement ces résultats. Cependant, il est largement admis dans la communauté scientifique que les découvertes vikings peuvent être expliquées par des sources abiotiques.
Le rover ExoMars est notre prochaine étape pour comprendre l’habitabilité de l’ancien Mars. Ses résultats expérimentaux pourraient nous rapprocher de savoir définitivement si Mars a déjà hébergé la vie. Mais cela ne nous mènera peut-être pas à cette conclusion, malheureusement.
"Comme l'a dit Carl Sagan," les réclamations extraordinaires nécessitent des preuves extraordinaires "", a déclaré Schulze-Makuch. "Je pense que la preuve exigera vraiment que nous envoyions des gens là-bas, et un astronaute regarde à travers un microscope et voit un microbe en mouvement."
Plus:
- Communiqué de presse: Une étude révèle que des molécules organiques découvertes par Curiosity Rover correspondent aux débuts de la vie sur Mars
- Étude publiée: Thiophènes sur Mars: origine biotique ou abiotique?
- Instrument Mars Organic Molecule Analyzer (MOMA): Caractérisation de la matière organique dans les sédiments martiens
