La première vie sur Terre s'est formée il y a quatre milliards d'années, en tant que microbes vivant dans les piscines et les mers: que se passe-t-il si la même chose se produisait sur Mars? Si c'était le cas, comment le prouverions-nous? Les scientifiques espérant identifier les preuves fossiles de la vie microbienne martienne ancienne ont maintenant trouvé un moyen de tester leur hypothèse, prouvant qu'ils peuvent détecter les fossiles des microbes dans des échantillons de gypse qui sont une analogie étroite avec les roches sulfates sur Mars.
« Nos résultats fournissent un cadre méthodologique pour détecter les biosignatures dans les minéraux du sulfate martien, guidant potentiellement les futures missions d'exploration de Mars », a déclaré Youcef Sellam, Ph.D. Étudiant à l'Institut de physique, Université de Berne, et premier auteur de l'article dans Frontières en astronomie et sciences de l'espace.
« Notre spectromètre de masse d'ionisation par l'ionisation au laser, un instrument de prototype de vol spatial, peut détecter efficacement les biosignatures dans les minéraux sulfates. Cette technologie pourrait être intégrée dans les futurs rovers de Mars ou Landers pour une analyse in situ. »
Eau, eau partout
Il y a des milliards d'années, l'eau sur Mars s'est tari. Le gypse et d'autres sulfates se sont formés lorsque les piscines se sont évaporées, laissant des minéraux qui ont précipité hors de l'eau et potentiellement fossilant toute durée de vie organique laissée. Cela signifie que si des microbes tels que les bactéries y vivaient, des traces de leur présence pourraient être préservées en fossiles.
« Le gypse a été largement détecté sur la surface martienne et est connu pour son potentiel de fossilisation exceptionnel », a expliqué Sellam. « Il se forme rapidement, piégeant les micro-organismes avant la décomposition et préserve les structures biologiques et les biosignatures chimiques. »
Mais pour identifier ces fossiles microbiens, nous devons d'abord prouver que nous pouvons identifier des fossiles similaires dans des endroits où nous savons que de tels microbes existaient, tels que les formations de gypse méditerranéen qui se sont développées pendant la crise de la salinité messinienne.
« La crise de la salinité messinienne s'est produite lorsque la mer Méditerranée a été coupée de l'océan Atlantique », a déclaré Sellam. « Cela a conduit à une évaporation rapide, ce qui fait que la mer devient hypersaline et déposait des couches épaisses d'évaporites, y compris le gypse. Ces dépôts fournissent un excellent analogue terrestre pour les dépôts de sulfate martien. »
Les scientifiques ont sélectionné un instrument qui pourrait être utilisé sur un vol spatial: un spectromètre de masse à laser miniature, qui peut analyser la composition chimique d'un échantillon aussi fin qu'un micromètre.
Ils ont échantillonné le gypse de Sidi Boutbal Quarry, l'Algérie, et l'ont analysé en utilisant le spectromètre de masse et un microscope optique, guidé par des critères qui peuvent aider à distinguer les fossiles microbiens potentiels et les formations rocheuses naturelles.
Il s'agit notamment de la morphologie qui est irrégulière, sinueuse et potentiellement creuse, ainsi que la présence d'éléments chimiques nécessaires à la vie, au matériau carboné et aux minéraux comme l'argile ou la dolomite qui peuvent être influencés par la présence de bactéries.
La vie sur Mars?
Les scientifiques ont identifié des filaments fossiles longs longs et tournants dans le gypse algérien, qui ont été interprétés auparavant comme des algues benthiques ou des cyanobactéries, et sont maintenant considérées comme des bactéries oxydant le soufre comme Begiatoa. Ceux-ci étaient intégrés dans le gypse et entourés de dolomite, de minéraux argileux et de pyrite.
La présence de ces minéraux signale la présence de la vie organique, parce que les procaryotes – viennent sans noyau – éléments approfondis que l'argile doit former. Ils facilitent également la formation de dolomite dans un environnement acide comme Mars en augmentant l'alcalinité autour d'eux et en concentrant les ions dans leurs enveloppes cellulaires.
Pour que la dolomite se forme dans le gypse sans la présence de la durée de vie organique, des températures et des pressions élevées seraient nécessaires qui auraient déshydraté le gypse, et qui ne sont pas conformes à notre connaissance de l'environnement martien.
Si les spectromètres de masse identifient la présence d'argile et de dolomite dans le gypse martienne en plus d'autres biosignatures, cela pourrait être un signal clé de la vie fossilisée, qui pourrait être renforcé en analysant d'autres minéraux chimiques présents et en recherchant des filaments organiquement formés similaires.
« Bien que nos résultats soutiennent fortement la biogénicité du filament fossile dans le gypse, distinguer les vraies biosignatures des formations minérales abiotiques reste un défi », a averti Sellam.
« Une méthode de détection indépendante supplémentaire améliorerait la confiance dans la détection de vie. De plus, Mars a des conditions environnementales uniques qui pourraient affecter la préservation de la biosignature sur les périodes géologiques. Des études supplémentaires sont nécessaires. »
« Cette recherche est la première étude astrobiologie à impliquer l'Algérie et la première à utiliser un analogue terrestre algérien pour Mars », a déclaré Sellam. «En tant que chercheur algérien, je suis incroyablement fier d'avoir présenté mon pays dans le domaine de la science planétaire.
« Ce travail est également dédié à la mémoire de mon père, qui était une grande source de force et d'encouragement. Le perdre pendant cette recherche a été l'un des moments les plus difficiles de ma vie. J'espère qu'il est fier de ce que j'ai accompli . «
