Mars, l'un de nos voisins planétaires les plus proches, a fasciné les gens depuis des centaines d'années, en partie parce qu'il est si similaire à la Terre. Il est à peu près de la même taille, contient des roches et des minéraux similaires, et n'est pas trop loin du soleil.
Parce que Mars et la Terre partagent tant de caractéristiques, les scientifiques se sont longtemps demandé si Mars aurait pu héberger la vie. Aujourd'hui, Mars est très froid et sec, avec peu d'atmosphère et pas d'eau liquide à la surface – des traits qui en font un environnement hostile à vie. Mais certaines observations suggèrent que les anciens Mars étaient peut-être plus chauds, plus humides et plus favorables à la vie.
Même si les scientifiques observant la surface de Mars concluent qu'il était autrefois plus chaud qu'aujourd'hui, ils n'ont pas pu trouver beaucoup de preuves concrètes pour ce qui l'a fait être plus chaud. Mais une étude que mes collègues et moi avons publié en avril 2025 indique la présence de minéraux carbonatés sur la planète, ce qui pourrait aider à résoudre ce puzzle.
Les minéraux carbonatés contiennent du dioxyde de carbone qui, lorsqu'il est présent dans l'atmosphère, réchauffe une planète. Ces minéraux suggèrent que le dioxyde de carbone aurait pu exister auparavant dans l'atmosphère en plus grandes quantités et fournir de nouveaux indices passionnants sur l'environnement de Mars ancien.
En tant que géochimiste et astrobiologiste qui a étudié Mars depuis plus de 15 ans, je suis fasciné par le passé de Mars et l'idée que cela aurait pu être habitable.
Cycle de carbone ancien sur le passé Mars
Les observations de Mars des satellites en orbite et des rovers montrent les canaux de la rivière et les lacs secs qui suggèrent que la surface martienne avait autrefois de l'eau liquide. Et ces instruments ont repéré des minéraux à sa surface que les scientifiques peuvent analyser pour avoir une idée de ce à quoi Mars pourrait être par le passé.
Si l'ancien Mars avait de l'eau liquide, il aurait eu besoin d'un climat beaucoup plus chaud qu'aujourd'hui. Les planètes plus chaudes ont généralement des atmosphères épaisses qui piègent la chaleur. Ainsi, peut-être que l'atmosphère martienne était plus épaisse et composée de dioxyde de carbone piégeant la chaleur. Si Mars avait une fois une atmosphère contenant du dioxyde de carbone plus épais, les scientifiques prédisent qu'ils pourraient voir des traces de ce dioxyde de carbone atmosphérique à la surface de Mars aujourd'hui.
Le dioxyde de carbone gazeux se dissout dans l'eau, un processus chimique qui peut finalement contribuer à la formation de minéraux solides à et en dessous de la surface d'une planète – éliminant essentiellement le dioxyde de carbone de l'atmosphère. Beaucoup de scientifiques ont déjà essayé de trouver des minéraux de carbonate à la surface de Mars, et une partie de l'excitation à propos d'un début plus chaud et plus humide est qu'il aurait pu être un environnement approprié pour la vie microbienne ancienne.
Trouver des carbonates sur Mars
Les recherches antérieures de carbonates sur Mars ont révélé des observations de carbonates dans les météorites et à deux cratères sur Mars: Gusev Crater et Jezero Crater. Mais il n'y avait pas assez pour expliquer un climat passé plus chaud sur Mars.
Au cours des dernières années, le Mars Science Laboratory Curiosity Rover a traversé une région appelée Gale Crater. Ici, l'instrument de chimie et de minéralogie du Rover a découvert de nombreux siderites minéraux carbonatés riches en fer.
Comme mes collègues et moi détaillons notre nouvelle étude sur ces résultats, ce minéral carbonate pourrait contenir une partie du dioxyde de carbone atmosphérique manquant nécessaire pour un premier mars plus chaud et plus humide.
Le rover a également trouvé des minéraux d'oxydroxyde de fer qui suggèrent que certaines de ces roches se dissolvent plus tard lorsqu'ils ont rencontré de l'eau, libérant une partie de leur dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Bien qu'il soit très mince, l'atmosphère martienne moderne est toujours composée principalement de dioxyde de carbone.
En d'autres termes, ces nouveaux résultats fournissent des preuves d'un ancien cycle de carbone sur Mars. Les cycles de carbone sont les processus qui transfèrent le dioxyde de carbone entre différents réservoirs, tels que des roches à la surface et du gaz dans l'atmosphère.
Habitats potentiels pour la vie microbienne passée sur Mars
Les scientifiques considèrent généralement un environnement habitable pour la vie microbienne s'il contient de l'eau liquide; des nutriments tels que le carbone, l'hydrogène, l'azote, l'oxygène, le phosphore, le soufre et les oligo-éléments nécessaires; une source d'énergie; et des conditions qui n'étaient pas trop dures – pas trop acides, trop salées ou trop chaudes, par exemple.
Étant donné que les observations de Gale Crater et d'autres endroits sur Mars montrent que Mars avait probablement des conditions habitables, Mars aurait-il pu organiser la vie? Et si c'était le cas, comment les chercheurs pourraient-ils le dire?
Bien que les micro-organismes soient trop petits pour que l'œil humain puisse détecter, ils peuvent laisser des preuves d'eux-mêmes préservées dans les roches, les sédiments et les sols. Les molécules organiques de ces micro-organismes sont parfois préservées dans les roches et les sédiments. Et certains microbes peuvent former des minéraux ou avoir des cellules qui peuvent former certaines formes. Ce type de preuve de la vie passée est appelé biosignature.
Collecte d'échantillons de Mars
Si Mars a des biosignatures sur ou près de la surface, les chercheurs veulent savoir qu'ils ont les bons outils pour les détecter.
Jusqu'à présent, les Rovers sur Mars ont trouvé des molécules organiques et des signatures chimiques qui auraient pu provenir de l'abiotique – de la source ou de la vie passée.
Cependant, déterminer si la planète utilisée pour héberger la vie n'est pas facile. Les analyses effectuées dans les laboratoires de la Terre pourraient apporter plus de clarté sur la provenance de ces signatures.
À cette fin, le rover de persévérance Mars 2020 a collecté et scellé des échantillons sur Mars, avec un cache placé à la surface de Mars et une autre cache restant sur le rover.
Ces caches comprennent des échantillons de roche, de sol et d'atmosphère. Leur contenu peut informer les chercheurs de nombreux aspects de l'histoire de Mars, y compris l'activité volcanique antérieure, les impacts de météorite, les ruisseaux et les lacs, les tempêtes de vent et de poussière et la vie martienne passée potentielle. Si ces échantillons sont soumis à la Terre, les scientifiques pourraient les examiner ici pour des signes de vie ancienne sur une autre planète.
