La planète Mars, notre mystérieuse voisine rouge, fascine l’humanité depuis des siècles. Cette fascination s’est intensifiée au cours des dernières décennies, alors que nos instruments scientifiques nous ont permis de percer certains de ses secrets les plus intimes. Parmi les découvertes les plus captivantes figure celle qui bouleverse notre compréhension de l’histoire martienne : Mars a jadis été habitable.

Cette révélation, qui pourrait sembler tirée d’un roman de science-fiction, est pourtant solidement étayée par des preuves scientifiques accumulées au fil des missions spatiales. Dans cet article, nous explorerons les indices qui suggèrent que la planète rouge a connu, il y a plusieurs milliards d’années, des conditions propices à l’émergence et au maintien de la vie telle que nous la connaissons.

Une planète transformée par le temps

Aujourd’hui, Mars présente un visage hostile à la vie : une atmosphère ténue composée principalement de dioxyde de carbone, des températures moyennes glaciales oscillant autour de -63°C, et une surface exposée à des radiations solaires intenses. Ce paysage désertique et inhospitalier contraste pourtant radicalement avec ce que fut Mars dans un lointain passé.

Les données recueillies par les orbiteurs, les atterrisseurs et les rovers martiens racontent une histoire fascinante de transformation planétaire. Il y a environ 3,5 à 4 milliards d’années, durant ce que les scientifiques appellent la période Noachienne, Mars affichait un visage radicalement différent : une planète dotée d’eau liquide en surface, d’une atmosphère plus dense et potentiellement d’un climat tempéré.

Les preuves d’un passé aquatique

L’eau liquide constitue l’un des prérequis fondamentaux pour l’apparition de la vie telle que nous la connaissons sur Terre. C’est pourquoi la découverte de traces d’eau liquide ancienne sur Mars représente un tournant majeur dans notre quête de compréhension de notre système solaire.

Des réseaux fluviaux fossilisés

Les images satellitaires de la surface martienne révèlent des formations géologiques saisissantes : des vallées ramifiées, des deltas fossilisés et des réseaux de drainage qui ressemblent étonnamment aux systèmes fluviaux terrestres. Le rover Curiosity, qui explore le cratère Gale depuis 2012, a identifié des formations rocheuses qui ne peuvent s’expliquer que par la présence d’anciens cours d’eau.

Particulièrement spectaculaire est le delta du cratère Jezero, site d’atterrissage du rover Perseverance en février 2021. Cette formation géologique présente les caractéristiques typiques des deltas fluviaux terrestres, suggérant qu’une rivière s’y déversait autrefois dans un lac. Les sédiments déposés dans cette région pourraient contenir des traces de vie microbienne ancienne, si celle-ci a jamais existé sur Mars.

Des minéraux qui racontent une histoire humide

La minéralogie martienne offre également des indices précieux sur l’histoire hydrique de la planète. Les instruments d’analyse embarqués sur les missions martiennes ont détecté une variété de minéraux hydratés – des argiles, des sulfates et des oxydes de fer – dont la formation nécessite la présence d’eau liquide.

Particulièrement révélatrice est la découverte de phyllosilicates, des minéraux argileux qui se forment par l’altération de roches volcaniques au contact prolongé avec l’eau. Ces minéraux, abondants dans certaines des plus anciennes régions de Mars, suggèrent que l’eau a persisté suffisamment longtemps pour permettre des réactions chimiques complexes.

Le rover Curiosity a également identifié des molécules organiques complexes préservées dans des roches sédimentaires anciennes. Bien que ces molécules ne constituent pas en elles-mêmes une preuve de vie, elles démontrent que les conditions chimiques nécessaires à l’émergence de formes de vie primitives étaient réunies.

Une atmosphère protectrice aujourd’hui disparue

L’habitabilité d’une planète ne se limite pas à la présence d’eau liquide. L’atmosphère joue également un rôle crucial, tant pour maintenir des températures clémentes que pour protéger la surface des radiations solaires nocives. Les données recueillies par la sonde MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) de la NASA suggèrent que Mars possédait autrefois une atmosphère considérablement plus dense qu’aujourd’hui.

Cette atmosphère primitive, probablement riche en dioxyde de carbone, créait un effet de serre qui maintenait des températures compatibles avec l’eau liquide. Elle offrait également une protection contre les rayonnements ultraviolets du Soleil, créant un environnement potentiellement favorable au développement de formes de vie primitives.

Le mystère de l’atmosphère perdue

Que s’est-il passé pour que Mars perde cette précieuse enveloppe protectrice ? La réponse réside probablement dans l’absence d’un champ magnétique global. Contrairement à la Terre, qui bénéficie d’un puissant bouclier magnétique généré par son noyau en fusion, Mars a perdu son champ magnétique il y a environ 4 milliards d’années.

Sans cette protection, l’atmosphère martienne s’est trouvée exposée au vent solaire, ce flux constant de particules chargées émises par notre étoile. Au fil des centaines de millions d’années, ces particules ont progressivement arraché les molécules atmosphériques de Mars, les dispersant dans l’espace. Ce processus d’érosion atmosphérique, toujours actif aujourd’hui, a transformé Mars en un désert froid et aride.

Les mesures effectuées par MAVEN indiquent que Mars perd encore environ 100 grammes d’atmosphère par seconde sous l’effet du vent solaire – un taux qui, cumulé sur des milliards d’années, explique la transformation radicale de l’environnement martien.

Des lacs et peut-être même un océan

Les preuves géologiques suggèrent que l’eau ne se limitait pas à de simples ruisseaux ou rivières sur la Mars primitive. Des données altimétriques collectées par diverses sondes orbitales révèlent l’existence probable d’anciens lacs de taille considérable.

Le cratère Gale, exploré par Curiosity, aurait ainsi abrité un lac profond de plusieurs centaines de mètres pendant des millions d’années. Les analyses des sédiments lacustres indiquent que ce lac présentait une chimie favorable à la vie microbienne et aurait pu persister pendant des périodes géologiques significatives.

Plus spectaculaire encore est l’hypothèse d’un ancien océan qui aurait recouvert une grande partie de l’hémisphère nord de Mars. Cette théorie, initialement controversée, gagne en crédibilité avec l’accumulation de preuves géomorphologiques : des « lignes de rivage » potentielles, des plaines topographiquement basses qui auraient pu contenir d’immenses volumes d’eau, et des formations géologiques cohérentes avec des processus sédimentaires océaniques.

Si cette hypothèse est correcte, cet océan aurait contenu un volume d’eau comparable à celui de l’océan Arctique terrestre. La présence d’un tel océan aurait profondément influencé le climat martien global, créant potentiellement un cycle hydrologique similaire à celui de la Terre, avec évaporation, formation de nuages et précipitations.

Le cycle de l’eau martien

Les scientifiques pensent aujourd’hui que Mars a connu un cycle hydrologique actif, bien que différent de celui de la Terre. Les variations d’inclinaison de l’axe de rotation martien (bien plus prononcées que celles de la Terre) auraient provoqué d’importants changements climatiques cycliques.

Durant les périodes favorables, l’eau gelée des pôles et du sous-sol aurait pu se libérer, alimentant temporairement des réseaux hydrologiques. Ces oscillations climatiques pourraient expliquer certaines caractéristiques géologiques qui suggèrent des épisodes d’écoulement épisodiques plutôt qu’un climat constamment humide.

Cette dynamique complexe témoigne d’une planète géologiquement active, dont l’environnement a fluctué considérablement au cours des premiers milliards d’années de son histoire.

Un environnement chimiquement favorable à la vie

Pour qu’un environnement soit considéré comme habitable, il ne suffit pas qu’il contienne de l’eau liquide. La chimie de cette eau et des matériaux environnants doit également être compatible avec les processus biologiques fondamentaux.

Les analyses effectuées par les rovers martiens, notamment Curiosity, ont révélé que l’eau qui coulait autrefois sur Mars n’était pas trop acide ni trop alcaline. En étudiant les roches sédimentaires du cratère Gale, les scientifiques ont déterminé que l’eau martienne présentait un pH neutre à légèrement alcalin, des conditions remarquablement similaires à celles de certains lacs terrestres où la vie prospère.

Cette eau contenait également des éléments chimiques essentiels à la vie telle que nous la connaissons : carbone, hydrogène, oxygène, azote, phosphore et soufre – les fameux CHONPS, piliers de la biochimie terrestre. La découverte de ces éléments, combinée à celle de molécules organiques complexes, renforce considérablement l’hypothèse d’une Mars primitive compatible avec l’émergence de formes de vie microbiennes.

À la recherche de traces de vie ancienne

Si Mars a effectivement été habitable, la question qui s’impose naturellement est : la vie y est-elle apparue ? Cette question fondamentale motive une grande partie de l’exploration martienne contemporaine.

La mission Perseverance, lancée en 2020, a pour objectif principal de rechercher des biosignatures – des traces de vie microbienne passée – dans les sédiments du cratère Jezero. Ce site a été choisi précisément parce qu’il présente les caractéristiques d’un ancien delta fluvial, un environnement où les matières organiques auraient pu se déposer et se préserver.

Le rover est équipé d’instruments sophistiqués capables d’analyser la composition chimique et minéralogique des roches à une échelle microscopique. Il prélève également des échantillons de roches qui seront ramenés sur Terre dans le cadre de la mission Mars Sample Return, prévue pour les années 2030. Ces échantillons pourront alors être analysés avec des instruments bien plus puissants que ceux embarqués sur les rovers, offrant une chance sans précédent de détecter d’éventuelles traces de vie martienne.

Les défis de la détection de la vie

La recherche de preuves de vie ancienne sur Mars se heurte à plusieurs obstacles majeurs. D’abord, si la vie martienne a existé, elle était probablement limitée à des formes microbiennes primitives, dont les traces sont par nature difficiles à identifier sans ambiguïté.

Ensuite, les conditions actuelles à la surface de Mars – radiations intenses, absence d’eau liquide, présence de composés oxydants – sont défavorables à la préservation des matières organiques sur le long terme. Les traces de vie potentielles ont pu être dégradées au point de devenir méconnaissables.

Enfin, il existe des processus abiotiques (non biologiques) capables de produire des structures et des signatures chimiques qui peuvent être confondues avec des biosignatures. Le défi consiste donc à distinguer les véritables traces de vie d’artéfacts géochimiques qui les imitent.

C’est pourquoi les scientifiques adoptent une approche prudente et méthodique, accumulant des preuves convergentes plutôt que de rechercher une « preuve ultime » unique de vie passée.

Mars comme laboratoire pour comprendre la Terre primitive

L’étude de l’habitabilité passée de Mars présente un intérêt qui dépasse la simple curiosité pour notre planète voisine. Elle nous offre une fenêtre exceptionnelle sur les processus qui ont pu gouverner l’émergence de la vie sur Terre.

Les plus anciennes traces de vie sur notre planète remontent à environ 3,5 milliards d’années, mais les preuves géologiques de cette période sont rares et souvent altérées par l’activité tectonique et l’érosion. Sur Mars, en revanche, l’absence de tectonique des plaques et l’activité géologique réduite ont préservé des terrains datant de plus de 4 milliards d’années, offrant un aperçu unique des conditions qui régnaient aux premiers âges du système solaire.

Si nous découvrions que la vie est apparue indépendamment sur Mars, cela suggérerait que l’émergence de la vie est un processus relativement courant lorsque les conditions sont réunies. À l’inverse, si Mars s’avérait avoir été habitable mais jamais habitée, cela soulèverait d’importantes questions sur les facteurs spécifiques qui ont permis à la vie de naître sur Terre mais pas sur sa voisine.

Mars constitue ainsi un laboratoire naturel pour tester nos théories sur les origines de la vie et les conditions nécessaires à son apparition, des questions fondamentales tant pour la biologie que pour notre compréhension de notre place dans l’univers.

Perspectives futures : reviendra-t-on sur Mars ?

L’exploration robotique de Mars, aussi sophistiquée soit-elle, présente des limitations intrinsèques. C’est pourquoi de nombreuses agences spatiales et entreprises privées élaborent des projets d’exploration humaine de la planète rouge.

La NASA prévoit d’envoyer des astronautes sur Mars dans les années 2030-2040, tandis que des initiatives privées comme SpaceX affichent des ambitions similaires. Ces missions humaines permettraient des investigations géologiques et astrobiologiques bien plus poussées que celles menées par les rovers.

Les astronautes pourraient explorer des zones inaccessibles aux robots, réaliser des forages profonds pour atteindre des échantillons préservés des radiations de surface, et effectuer des analyses complexes sur place. Ils pourraient également déployer des réseaux de stations scientifiques pour surveiller le climat et la géologie martienne à long terme.

Au-delà de l’exploration scientifique, certains évoquent même la possibilité d’une terraformation partielle de Mars – une modification délibérée de son environnement pour le rendre plus habitable. De tels projets, qui relèvent encore largement de la science-fiction, soulèvent d’importantes questions éthiques et techniques qui devront être débattues à mesure que notre présence sur Mars s’intensifiera.

Conclusion : Mars, un monde entre deux destins

L’histoire de Mars, telle que nous la reconstituons aujourd’hui, est celle d’une planète qui se tenait à la croisée des chemins. Pendant une brève fenêtre de son histoire géologique, elle a réuni les conditions fondamentales nécessaires à l’habitabilité : eau liquide stable en surface, atmosphère protectrice, chimie favorable et sources d’énergie disponibles.

Puis, sous l’effet de processus planétaires inexorables – refroidissement du noyau, perte du champ magnétique, érosion atmosphérique – elle a basculé vers l’aridité que nous lui connaissons aujourd’hui. Ce destin contrasté nous rappelle la fragilité des équilibres qui permettent à la vie de s’épanouir sur une planète.

L’exploration de Mars nous offre ainsi bien plus qu’une simple connaissance de notre voisine cosmique. Elle nous invite à réfléchir sur les conditions qui ont permis à notre propre planète de maintenir son habitabilité sur des milliards d’années, et sur la responsabilité qui nous incombe de préserver cet équilibre précieux.

Alors que nos rovers et sondes continuent de sillonner la planète rouge, chaque nouvelle découverte nous rapproche un peu plus de la réponse à l’une des questions les plus fondamentales : sommes-nous seuls dans l’univers, ou la vie a-t-elle émergé ailleurs, peut-être juste à côté de nous, sur cette planète rouge qui brille dans notre ciel nocturne ?