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Un nouveau modèle offre une image plus claire de la vie sur Mars – Harvard Gazette

Un nouveau modèle offre une image plus claire de la vie sur Mars – Harvard Gazette



En regardant le voyage de Perseverance à travers un delta de rivière sec et poussiéreux sur Mars, il est difficile d’imaginer ce paysage autrefois scintillant avec de l’eau qui coule. Mais les preuves géologiques, y compris les images satellites et les observations des frères et sœurs de la NASA de Perseverance, Curiosity, Spirit and Opportunity, indiquent un ancien Mars qui était autrefois chaud et humide.

Mais on ignore encore beaucoup de choses sur le climat au début de Mars. D’une part, comment l’atmosphère a-t-elle évolué pour supporter ces périodes de chaleur? Combien de temps ces périodes ont-elles duré? Comment expliquez-vous la chimie diversifiée et apparemment contradictoire des minéraux détectés par les rovers et par les satellites en orbite?

Une nouvelle étude a révélé que l’injection de gaz à effet de serre provenant de volcans et de météorites entraînait de courtes périodes de chaleur qui ponctuaient parfois un climat précoce généralement froid sur Mars et altéra considérablement la chimie de la surface au fil du temps. Cet environnement précoce en évolution aurait fourni à la fois des opportunités et des défis pour toute forme de vie microbienne qui aurait pu émerger sur la planète.

La recherche, menée par l’Université Harvard en collaboration avec l’Université Stony Brook, le California Institute of Technology, l’Université Brown et la NASA, a été publiée récemment dans Géoscience de la nature.

Les rovers Curiosity et Opportunity ont trouvé des preuves des deux minéraux du début de Mars qui ne se forment que dans des environnements hautement oxydés, c’est-à-dire des environnements riches en oxygène, ou des environnements très réduits, c’est-à-dire des environnements avec peu d’oxygène. Ces observations indiquent une sorte de fluctuation entre une atmosphère réductrice et oxydante.

La question est: qu’est-ce qui a entraîné la fluctuation et quel impact a-t-elle eu sur l’environnement?

Le modèle développé par l’équipe de recherche a prédit un climat martien précoce froid, avec une température annuelle moyenne inférieure à moins 28 F. Ces périodes froides sont caractérisées par des quantités plus élevées d’oxygène dans l’atmosphère, entraînant une forte oxydation de la surface. Paradoxalement, ces environnements riches en oxygène n’étaient pas propices au début de la vie car la chimie prébiotique ne se produit pas dans des environnements hautement oxydants.

Cependant, ces longues périodes de froid et d’oxydation ont été interrompues lorsque la réduction des gaz à effet de serre comme l’hydrogène ont été injectés dans l’atmosphère à partir de volcans et de météorites. Ces gaz ont submergé l’oxygène et ont fait basculer l’atmosphère à un état chimique réducteur. Les épisodes d’émission les plus puissants ont tellement réchauffé la planète que des rivières et des lacs ont pu se former à la surface, expliquant la formation de deltas fluviaux comme celui du cratère Jezero.

La combinaison de l’eau et d’une atmosphère chimiquement réductrice rend ces périodes beaucoup plus propices à la formation de composés prébiotiques, ce qui a des implications pour la recherche de la vie.

Au fil du temps, l’hydrogène s’est échappé de l’atmosphère vers l’espace et l’eau a été décomposée par le rayonnement UV, provoquant une nouvelle accumulation d’oxygène dans l’atmosphère. Cela aurait arrêté l’effet de serre et refroidi la planète à des températures inférieures à zéro. Toute vie qui s’est formée pendant cette période aurait été forcée de se réfugier dans le sous-sol.

«La nature dynamique de l’environnement martien primitif suggère des opportunités pour l’émergence de la vie pendant des intervalles chauds et humides alors que des conditions réductrices auraient favorisé la chimie prébiotique, mais aussi des défis pour la persistance de la vie en surface face à un allongement fréquent et, au fil du temps intervalles d’environnements oxydants principalement froids et secs », a déclaré Robin Wordsworth, professeur agrégé de sciences et d’ingénierie de l’environnement à la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences et auteur principal de l’article.

Cette image complexe et fluctuante du climat martien primitif aide à expliquer les caractéristiques clés des archives géologiques et minérales de la planète, telles qu’observées par les rovers précédents, et prédit la formation d’autres minéraux qui peuvent être testés par le rover Perseverance.

«Nous sommes vraiment ravis de voir ce que la persévérance envoie à la maison», a déclaré Wordsworth.

Cet article a été co-écrit par Andrew Knoll, Joel Hurowitz, Mark Baum, Bethany Ehlmann, James Head et Kathryn Steakley. Il a été financé en partie par le prix AST-1847120 de la National Science Foundation CAREER et la subvention NASA / VPL UWSC10439.



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