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La présence d’eau est un élément essentiel à la vie. Dès qu’elle fut présente à la surface de la Terre, de grandes quantités d’argiles se trouvèrent en suspension dans les océans primitifs. L’eau produit en effet des argiles par altération des silicates. Les argiles offrent une structure très ordonnée, une grande capacité d’adsorption et une protection contre les effets délétères des UV.
Les sources hydrothermales sous-marines présentent un environnement favorable à la chimie du carbone. Les gaz qui s’échappent de certains systèmes hydrothermaux sous-marins, comme par exemple ceux du système hydrothermal “Rainbow” de la dorsale océanique au large des Açores, sont susceptibles de conduire à des molécules carbonées. Des hydrocarbures renfermant en effet, de 16 à 29 atomes de carbone y ont été identifiés. De petites quantités d’acides aminés ont été obtenues en laboratoire en simulant les conditions des fluides hydrothermaux.
De nombreuses météorites retrouvées sur Terre sont carbonées et renferment des composés organiques comme des hydrocarbures. Des composés biologiques ont été identifiés : acides carboxyliques, acides aminés, amines, alcools, par exemple. La météorite carbonée de Murchison renferme plus de 70 acides aminés différents. Au nombre de ceux-ci on trouve huit des vingt acides aminés protéiques.
Les collectes de micrométéorites dans les glaces du Groenland et de l’Antarctique par Michel Maurette et son équipe, en relation avec l’équipe d’exobiologie du Centre de biophysique moléculaire d’Orléans, permettent d’évaluer la quantité de micrométéorites que la Terre a reçues pendant les 200 millions d’années du bombardement intense. On peut ainsi estimer que d’énormes quantités de matière carbonée ont été apportées par les micrométéorites.
Les milieux au sein desquels les molécules carbonées peuvent apparaître sont au nombre de trois : l’atmosphère, les sources hydrothermales sous-marines, et l’espace. L’idée que des acides aminés, les briques élémentaires des protéines, aient pu être synthétisés dans l'atmosphère de la Terre primitive se trouva confortée en 1953 par l'expérience de Stanley Miller.
Le chercheur obtint quatre acides aminés en soumettant un mélange de méthane, hydrogène, ammoniac et eau à des décharges électriques. Toutefois, lorsqu’il retente l'expérience en passant progressivement du méthane au dioxyde de carbone, conditions plus proches de la réalité, la formation d’acides aminés devient de plus en plus difficile. L’atmosphère primitive ne fut probablement pas la source principale de la matière organique nécessaire à l'émergence de la vie terrestre.
Les résultats fournis par les missions martiennes indiquent clairement que Mars a abrité de grandes quantités d’eau à sa surface. La présence permanente d’eau supposait une température constamment voisine ou supérieure à 0°C (contre -63° C aujourd’hui). Une température atteinte probablement grâce à l’existence d’une atmosphère dense générant un effet de serre important. Grâce à cette atmosphère, la planète a pu accumuler des micrométéorites renfermant environ 2,5% de matière carbonée à sa surface, à l'instar de la Terre.
Les ingrédients qui ont permis l'apparition de la vie sur Terre étaient donc rassemblés sur Mars. Il est dès lors tentant de penser qu'une vie élémentaire de type terrestre ait pu apparaître et se développer sur la planète rouge.
AUTEUR DE L'ARTICLE
ASTROBIOLOGISTE ET DIRECTEUR DE RECHERCHE AU CENTRE DE BIOPHYSIQUE MOLÉCULAIRE D'ORLEANS
À l'image de la pâtisserie, la chimie de la vie doit être reproductible. Dans la mesure où Mars possédait les ingrédients qui ont démarré la vie terrestre, la recette devrait être applicable à la planète rouge. A la différence de la Terre, Mars ne possédait ni une grosse lune, ni un champ magnétique permanent, ni une tectonique des plaques généralisée. L’émergence de la vie sur une telle planète « minimaliste » permettrait d’envisager une universalité de la vie.
Les océans martiens ont laissé des dépôts observés par les caméras des orbiteurs martiens et par les rovers (robots mobiles). Curiosity a découvert les vestiges d'un lac d'eau douce contenant des argiles et du gypse. Le pH de l'eau était relativement neutre et les éléments atomiques nécessaires à l’émergence de la vie - carbone, hydrogène, oxygène, phosphate, soufre - étaient présents. Depuis 2016, l’agence spatiale européenne en collaboration avec l’agence spatiale russe, a lancé le programme ExoMArs dont le but est de trouver des formes de vie probante sur la planète rouge. Tout comme la NASA et son rover Esperance qui partira pour Mars à l’été 2020.
Les sondes Viking 1 et 2 envoyés par la NASA dans les années 1970 n'ont pas trouvé de molécules organiques à la surface de Mars mais certaines météorites martiennes retrouvées sur Terre en renferment. Parmi ces fragments martiens figure la météorite ALH 84001 (1,93 kg), ramassée en 1984 en Antarctique. Elle était soupçonnée de renfermer des microorganismes fossilisés. Cette interprétation est aujourd'hui abandonnée.
Ainsi, une vie martienne reposerait sur un système né dans l'eau, fondé sur la chimie du carbone, capable de s’auto reproduire et d’évoluer, comme ce fut le cas sur Terre. Quoi qu’il en soit, ces deux ingrédients, eau et chimie du carbone, possèdent des qualités exceptionnelles propice à l’émergence de la vie sur Mars.
La présence de carbone sur Terre est également un élément important pour que la vie s’y développe. Les qualités du carbone tiennent à ses quatre bras de liaison. Son arborescence permet l’édification de molécules de plus en plus complexes. Toute la vie terrestre repose sur la chimie macromoléculaire du carbone : l’ADN porte le patrimoine génétique, les lipides forment les membranes et les protéines effectuent le travail chimique.
Toutes ces macromolécules sont construites sur une ossature complexe d'atomes de carbone et la vie sur Terre aurait tout simplement été impossible sans cette composition qu'on appelle " chaîne cabonée". Il est difficile d'imaginer un autre élément offrant la même capacité naturelle à former les édifices aussi complexes.
Exemple de chaine carbonée
Fragment de la météorite ALH 84001.
Stanley Miller est considéré comme le père de la chimie des origines de la vie sur Terre.
Le rover Rosalind Franklin de la mission européano-russe ExoMars.
Tous nos articles ont été écrits en collaboration avec des scientifiques et chercheurs.
Silicates
Sel obtenu à partir de silice et d'oxydes métalliques. Les silicates représentent la principale famille des minéraux et entrent dans la composition de la majorité des roches magmatiques et métamorphiques.
Acides carboxyliques
Molécules possédant une liaison de type
COOH, un atome de carbone, deux
d'oxygène et un d'hydrogène. Ils sont plus
communément appelés acides gras.
Acides aminés
Molécules qui entrent dans la composition des protéines, leur nom provient du fait qu'ils possèdent une fonction amine (NH2) et une fonction acide carboxylique (COOH).
