La surface de Mars est extrêmement froide, irradiée et desséchée. Mais à un moment donné, la planète était beaucoup plus chaude et plus humide, avec de l'eau qui coule, des lacs et même un océan couvrant la majeure partie de son hémisphère nord. Pour cette raison, les scientifiques spéculent que la vie a peut-être émergé sur Mars il y a des milliards d'années et pourrait encore être là aujourd'hui. Depuis que les missions Viking 1 et 2 ont atterri à la surface en 1976, la recherche de preuves de la vie passée (et peut-être présente) est en cours.
Alors que des missions comme la curiosité et la persévérance continuent d'explorer des régions prometteuses qui étaient autrefois des lits de lac (The Gale et Jezero Craters), il y a encore des questions sur l'endroit où chercher ensuite. Dans un article récent, les chercheurs ont proposé de rechercher des bactéries photosynthétiques intégrées dans la neige et la glace autour des latitudes mi-latitudes de Mars. En utilisant des « zones radiatifs habitables » sur Terre comme modèle, ils soutiennent que les bactéries photosynthétiquement actives pourraient survivre dans des parcelles de glace exposées.
La recherche a été menée par le Dr Aditya Khuller, chercheur postdoctoral au Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA et au Polar Science Center de l'Université de Washington (UW-PSC). Il a été rejoint par des collègues du UW Applied Physics Laboratory, de la School of Earth & Space Exploration de l'Arizona State University (SESE-ASU) et de l'Institut of Arctic and Alpine Research (Instaar) à l'Université du Colorado Boulder (UC Boulder). Le document qui a détaillé leurs résultats a été présenté lors de la 56e conférence Lunar Planetary Science (2025 LPSC).
Sur Terre, les bactéries peuvent survivre et prospérer dans la glace, même à des profondeurs de plusieurs mètres. La couche d'ozone protectrice de la Terre protège ces organismes des rayonnements ultraviolets nocifs (UV), leur permettant d'absorber en toute sécurité ce que l'on appelle le rayonnement photosynthétiquement actif (PAR). Sur Mars, qui a une atmosphère mince (moins de 1% de la Terre) et aucune couche d'ozone, environ 30% plus de rayonnement UV dommageable atteignent la surface. Cependant, la modélisation numérique prédit la glace et la neige autour de l'équateur peut fondre sous la surface.
La présence de cette eau liquide à ces profondeurs pourrait faire de ces environnements souterrains les emplacements les plus facilement accessibles pour les futures missions d'astrobiologie. Pour étudier cette possibilité, l'équipe a développé un modèle de transfert radiatif (RTM) basé sur des recherches antérieures qui utilisent la méthode Delta-Eddington (un moyen simplifié de calculer les flux radiatifs). Ce modèle leur a permis de simuler des couches de neige, de glace et de poussière martienne.
Étant donné que le flux solaire n'a pas encore été mesuré dans la glace sur Mars, l'équipe a utilisé la glace glacier au Groenland comme analogique. Leurs résultats ont montré que dans tous les cas, la plupart du rayonnement solaire est absorbé dans les quelques mètres supérieurs de la glace, mais augmente en fonction de la taille des grains. Dans l'ensemble, ils ont constaté que le rayonnement solaire peut atteindre une profondeur maximale d'environ 6,5 mètres (21,3 pieds) en glace propre. Dans le même temps, les UV dommageables biologiquement ont pénétré à environ 3 m (~ 10 pi) dans de la glace granulaire et de FIRN). Leurs résultats ont également indiqué que la pénétration par parts variait considérablement en fonction de la quantité de poussière dans la glace.
Pour la glace avec 0,01% de poussière, PAR n'a atteint que 25 cm (~ 10 pouces) sous la surface, tandis que la profondeur de pénétration de pointe des UV a été réduite à environ 7 cm (2,75 pouces). Pour la glace avec 0,1% de concentrations de poussière, cela a été réduit à seulement 5 cm (~ 2 pouces), avec une pénétration UV maximale de 1,5 cm (0,6 pouces). Dans l'ensemble, ils ont constaté que Mars peut avoir des zones radiatifs habitables dans des parcelles exposées de glace à la latitude à mi-latitude à des profondeurs allant de quelques centimètres pour la glace poussiéreuse à plusieurs mètres pour la glace plus propre.
Sur Terre, les microbes nécessitent des températures de plus de -18 ° C (-0,67 ° F) pour la division cellulaire. Pendant ce temps, des conditions de radiative solaire favorables et la présence d'eau liquide sont nécessaires pour la photosynthèse. Et tandis que les conditions dans la glace polaire martienne sont trop froides pour que la fusion se produise à ces profondeurs, les modèles numériques suggèrent que de petites quantités de fonte et de ruissellement peuvent se produire dans des parcelles exposées de manteau neigeux à la latitude à mi-latitude juste sous la surface. Comme l'indique l'équipe, cela pourrait avoir des implications importantes dans la recherche de la vie sur Mars:
« Dans des conditions éphémères similaires à proximité, des habitats microbiens répandus contenant des cyanobactéries, des chlorophytes, des champignons, des diatomées et des bactéries hétérotrophes se trouvent dans le sous-sol peu profond (de quelques centimètres de centimètres à des mètres) de calottes glaciaires, de glaciers et de glace du lac contenant la poussière et les sédiments sur terre.
« En été, la glace dans le sous-sol peu profond fond en raison du chauffage solaire à ces endroits. La photosynthèse se produit ensuite dans le sous-sol, sous un couvercle de glace translucide, avec des nutriments récupérés de la poussière et des sédiments présents dans l'eau liquide sous-surface. Pendant l'hiver, le souterrain liquide refrouvent le souterrain et la photosynthèse cesse de l'été suivant. »
Par conséquent, si la glace et la neige dans les régions équatoriales subissent une fusion saisonnière, des microbes comme les cyanobactéries pourraient combiner cette eau avec des nutriments de la poussière martienne dans la glace pour mener la photosynthèse. Si de tels habitats existent, ils constitueraient les emplacements les plus facilement accessibles pour trouver des preuves de vie sur Mars.
