Dernières découvertes de #Rosetta et de #Curiosity : eau, méthane et molécules organiques !

L’eau est au centre des dernières annonces des différentes agences spatiales suite aux données recueillies par la sonde Rosetta ou le rover martien Curiosity, mais aussi le méthane et les molécules organiques pour le rover.

  • L’ESA a dévoilé le 10 décembre les premiers résultats de l’instrument ROSINA à bord de Rosetta : le rapport deutérium/hydrogène (D/H) de la comète 67P/ Churyumov-Gerasimenko est 3 fois plus élevé que celui de l’eau terrestre.

C’est quoi le rapport D/H ?

Le rapport entre la quantité de deutérium (D) et d’hydrogène (H) contenu dans l’eau (H2O) détermine la « signature isotopique en hydrogène » de cette eau.

Crédit infographie : Damien Hypolite / Sciences et Avenir

Crédit infographie : Damien Hypolite / Sciences et Avenir

Qu’est-ce que cela veut dire

Le rapport D/H présente de grandes variations dans les objets du système solaire ce qui en fait un traceur unique. Plus D/H augmente, plus il semble que l’origine ces composés est éloigné de notre soleil.  Donc le D/H de la comète 67P étant très éloigné de celui de la Terre, l’eau terrestre ne peut donc pas provenir en abondance de ce type de comète.

Dorénavant les scientifiques orientent davantage leurs hypothèses que les astéroïdes seraient le principal mécanisme de livraison de l’eau des océans de la Terre.

Rapport isotopique de l'hydrogène sur différents astres du système solaire. Les planètes apparaissent en bleu, les astéroïdes en gris, les comètes du nuage d'Oort en rose, les comètes joviennes en orange et Tchouri en jaune. Plus les points (ou les nuages de points) sont proches de la ligne horizontale violette, plus la composition de l'eau trouvée sur ces astres est proche de celle de la Terre. (Source : Altwegg et al. 2014  via Sciences et Avenir)

Rapport isotopique de l’hydrogène sur différents astres du système solaire. Les planètes apparaissent en bleu, les astéroïdes en gris, les comètes du nuage d’Oort en rose, les comètes joviennes en orange et Tchouri en jaune. Plus les points (ou les nuages de points) sont proches de la ligne horizontale violette, plus la composition de l’eau trouvée sur ces astres est proche de celle de la Terre. (Source : Altwegg et al. 2014 via Sciences et Avenir)

De plus, la comète 67P viendrait désormais de la ceinture de Kuiper, et non du nuage de Oort.

La ceinture de Kuiper au sein du nuage de Oort  (Crédit : Observatoire de Paris / ASM)

La ceinture de Kuiper au sein du nuage de Oort (Crédit : Observatoire de Paris / ASM)

 

Cette illustration représente un lac d'eau remplissant partiellement le cratère Gale, recevant les eaux de ruissellement de la fonte des neiges sur les rive nord du cratère. (Crédit d'image: NASA / JPL-Caltech / ESA / DLR / FU Berlin / MSSS)

Cette illustration représente un lac d’eau remplissant partiellement le cratère Gale, recevant les eaux de ruissellement de la fonte des neiges sur les rive nord du cratère. (Crédit d’image: NASA / JPL-Caltech / ESA / DLR / FU Berlin / MSSS)

Le Mont Sharp serait les restes des sédiments des lacs successifs qui ont rempli le cratère, probablement sur des dizaines de millions d’années. Plus tard, les vents ont creusés une plaine circulaire exposant les 5 km du sommet que nous voyons aujourd’hui.

Ce diagramme montre comment le cratère a peut-être été rempli de dépôts lacustres (en marron) à travers le temps (image de gauche) avant que le vent ne sculpte la montagne centrale, comme nous la voyons aujourd'hui (image de droite)

Ce diagramme montre comment le cratère a peut-être été rempli de dépôts lacustres (en marron) à travers le temps (image de gauche) avant que le vent ne sculpte la montagne centrale, comme nous la voyons aujourd’hui (image de droite)

Cela  implique que Mars devait avoir été beaucoup plus chaude et plus humide dans ses deux premiers milliards d’années que ce qui est coutume de penser. Selon les scientifiques, la Mars antique doit avoir bénéficié d’un cycle hydrologique global vigoureux, impliquant pluies ou neiges, pour maintenir ces conditions humides. Une conséquence de cette hypothèse est la possibilité que la planète pourrait avoir eu un océan quelque part sur sa surface.

« Nous avons trouvé des roches sédimentaires suggestives de petits deltas anciens empilés l’un sur l’autre » a déclaré un membre de l’équipe scientifique de Curiosity, Sanjeev Gupta, de l’Imperial College de Londres. «Dans son parcours sur la planète, Curiosity est passé d’un environnement dominé par les rivières à un environnement dominé par les lacs. »

Cette image de la caméra MASTCAM de Curiosity le 7 août 2014 représente un exemple typique d'un dépôt sédimentaire effectué par les rivières, les deltas et les lacs. (Credit: NASA/JPL-Caltech/Imperial College)

Cette image de la caméra MASTCAM de Curiosity le 7 août 2014 représente un exemple typique d’un dépôt sédimentaire effectué par les rivières, les deltas et les lacs. (Credit: NASA/JPL-Caltech/Imperial College)

« Comme Curiosity montera plus haut sur le mont Sharp, nous aurons une série d’analyses pour déterminer comment l’atmosphère, l’eau et les sédiments interagissent. Nous pourrons voir comment la chimie a changé dans les lacs au fil du temps » a déclaré le responsable scientifique du projet John Grotzinger de l’Institut de Technologie de Californie à Pasadena.

Il y a encore beaucoup de questions en suspens. Mais selon Grotzinger, ces découvertes n’auraient pas pu être faites depuis une sonde en orbite. Concernant l’atmosphère de Mars dans le passé, une partie des réponses pourra peut être venir de la sonde MAVEN actuellement en orbite autour de Mars.

Pour les anglophones, un résumé dans cette vidéo : 

  • Cette semaine, Chris Webster du Jet Propulsion Laboratory (JPL) et ses collègues, ont publié un article dans le magazine Science dans laquelle ils indiquent que les concentrations de méthane dans l’atmosphère martienne sont généralement un peu inférieures à celles rapportées dans les études précédentes, mais que le rover Curiosity a observé au cratère Gale des pics soudains de rejet de méthane, à partir de sources locales non identifiées, qui ont duré 2 mois puis ont disparus.

Cette information est d’autant plus étonnante, que l’an dernier, ils avaient annoncé l’absence de méthane détecté par Curiosity, alors que du méthane avait été identifié dans l’atmosphère martienne, à des concentrations allant jusqu’à quelques dizaines de parties par milliard, par plusieurs groupes de recherche, qui ont utilisé des télescopes terrestres ou les sondes en orbite martienne comme Mars Express de l’ESA.

Les mesure de Curiosité montrent des concentrations de méthane en niveau de fond à une faible concentration de 0,7 parties par milliard. Les pics observés ont multiplié cette concentration par 10.

« Cette augmentation temporaire de méthane, en hausse et chute rapides, nous dit qu’il doit y avoir une source relativement localisée », a déclaré Sushil Atreya de l’Université du Michigan, Ann Arbor, un membre de l’équipe scientifique de Curiosity. « Il existe de nombreuses sources possibles, biologiques ou non biologiques, tels que l’interaction de l’eau et de la roche. »

Cette illustration décrit les façons possibles de l'ajout du méthane à l'atmosphère de Mars puis son élimination.  Une molécule de méthane se compose d'un atome de carbone et quatre atomes d'hydrogène. Le méthane peut être produit par les microbes et peut également être généré par des procédés qui ne nécessitent pas la vie, telles que des réactions entre l'eau et l'olivine (ou pyroxène). Le rayonnement ultraviolet (UV) peut induire des réactions qui produisent du méthane à partir d'autres produits chimiques organiques, eux-mêmes produits soit par des processus biologiques ou non biologiques, telles que la poussière de comète qui tombe sur Mars. Le méthane généré en sous-sol dans le passé lointain ou récent de la planète pourrait être stockée dans les hydrates de méthane appelés clathrates, et libéré par les clathrates plus tard, de sorte que le méthane étant libéré dans l'atmosphère aujourd'hui peut s'être formé dans le passé. Les vents sur Mars peuvent distribuer rapidement le méthane provenant d'une source individuelle, réduisant la concentration localisée de méthane. Le méthane peut être éliminé de l'atmosphère par des réactions induites par la lumière solaire (photochimie). Ces réactions peuvent oxyder le méthane, par le biais d'intermédiaires chimiques tels que le formaldehyde et du methanol, en dioxyde de carbone, l'ingrédient prédominant dans l'atmosphère de Mars. (Crédit image: NASA / JPL-Caltech / SAM-GSFC / Univ. du Michigan)

Cette illustration décrit les façons possibles de l’ajout du méthane à l’atmosphère de Mars puis son élimination.
Une molécule de méthane se compose d’un atome de carbone et quatre atomes d’hydrogène. Le méthane peut être produit par les microbes et peut également être généré par des procédés qui ne nécessitent pas la vie, telles que des réactions entre l’eau et l’olivine (ou pyroxène). Le rayonnement ultraviolet (UV) peut induire des réactions qui produisent du méthane à partir d’autres produits chimiques organiques, eux-mêmes produits soit par des processus biologiques ou non biologiques, telles que la poussière de comète qui tombe sur Mars. Le méthane généré en sous-sol dans le passé lointain ou récent de la planète pourrait être stockée dans les hydrates de méthane appelés clathrates, et libéré par les clathrates plus tard, de sorte que le méthane étant libéré dans l’atmosphère aujourd’hui peut s’être formé dans le passé. Les vents sur Mars peuvent distribuer rapidement le méthane provenant d’une source individuelle, réduisant la concentration localisée de méthane. Le méthane peut être éliminé de l’atmosphère par des réactions induites par la lumière solaire (photochimie). Ces réactions peuvent oxyder le méthane, par le biais d’intermédiaires chimiques tels que le formaldehyde et du methanol, en dioxyde de carbone, l’ingrédient prédominant dans l’atmosphère de Mars. (Crédit image:
NASA / JPL-Caltech / SAM-GSFC / Univ. du Michigan)

L’impact d’un astéroïde ou d’une comète dans le cratère Gale ne peut pas être la source, parce qu’un tel événement aurait été observé par les sondes en orbite autour de Mars. D’autres processus géologiques et atmosphériques tels que l’altération des minéraux, la dégradation des matières organiques, l’érosion des roches contenant du méthane, ou des sources géothermiques peuvent être une explication à la concentration de 0,7 ppb, mais ceux-ci sont peu susceptibles de provoquer des pics vus par Curiosity. La source du méthane est difficile de localiser sur le terrain. Il pourrait être soit à proximité et faible, ou plus lointain et très forte. A suivre…

Infographie de la découverte de méthane par Curiosity (crédit Space.com)

Infographie de la découverte de méthane par Curiosity (crédit Space.com)

  • Curiosity a également détecté différents molécules organiques martiennes dans un échantillon de poudre suite au forage d’un rocher surnommé Cumberland au SOL 279, la première détection décisive de matières organiques dans les matériaux de surface de Mars. Ces molécules organiques martiennes pourraient soit s’être formées sur Mars ou avoir été amenées sur Mars par des météorites.

A souligner, ces mesures ont été réalisés par l’instrument SAM qui comprend une participation française (voir article CNES)

Le Sample Analysis at Mars (SAM) est un ensemble puissant de trois instruments à bord du Mars Science Laboratory (MSL) ou rover Curiosity qui travaillent ensemble pour étudier la chimie de la surface de Mars et l'atmosphère au sein du cratère Gale. (Crédit: NASA / GSFC)

Le Sample Analysis at Mars (SAM) est un ensemble puissant de trois instruments à bord du Mars Science Laboratory (MSL) ou rover Curiosity qui travaillent ensemble pour étudier la chimie de la surface de Mars et l’atmosphère au sein du cratère Gale. (Crédit: NASA / GSFC)

Les molécules organiques, qui contiennent du carbone et de l’hydrogène, sont en général des blocs de construction chimiques de la vie, même si elles peuvent exister sans la présence de la vie. Les conclusions de l’analyse des échantillons de l’atmosphère et de la poudre de roche ne révèle pas si Mars a jamais abritée des microbes vivants, mais les résultats font la lumière sur une planète Mars actuelle chimiquement active et des conditions favorables à la vie sur la Mars du passé.

Pour les anglophones, un résumé dans cette vidéo :

Sources principales de l’article :

2 réflexions sur “Dernières découvertes de #Rosetta et de #Curiosity : eau, méthane et molécules organiques !

  1. NB : cf. « la bataille de l’eau lourde » à Rjukan (Norvège) durant la 2e GM.

    C’est grâce aux Polonais, Français, Norvégiens et Britanniques que les Allemands (et leurs amis japonais) n’ont pas pu mettre au point leur bombe atomique avant les Américains… Sinon, ils ne se seraient pas fait prier pour l’utiliser, vous pensez bien !… Les Allemands disposaient d’installations nucléaires dans la montagne du Harz (entre autres) et les Japonais dans ce qui deviendra la Corée du Nord, eh oui !… d’où son occupation par les Soviétiques… en août 45 !

    Lire : Cette illustration représente un lac d’eau remplissant partiellement le cratère Gale, recevant les eaux de ruissellement de la fonte des neiges sur les rives (pas « rive ») nord du cratère. (Crédit d’image: NASA / JPL-Caltech / ESA / DLR / FU Berlin / MSSS)

    Lire : Le Mont Sharp serait les restes des sédiments des lacs successifs qui ont rempli le cratère, probablement sur des dizaines de millions d’années. Plus tard, les vents ont creusé (pas « creusés ») une plaine circulaire exposant les 5 km du sommet que nous voyons aujourd’hui.

    Lire : Cette semaine, Chris Webster du Jet Propulsion Laboratory (JPL) et ses collègues ont publié un article dans le magazine Science dans lequel (pas « laquelle ») ils indiquent que les concentrations de méthane dans l’atmosphère martienne sont généralement un peu inférieures à celles rapportées dans les études précédentes, mais que le rover Curiosity a observé au cratère Gale des pics soudains de rejet de méthane, à partir de sources locales non identifiées, qui ont duré 2 mois puis ont disparu (pas « disparus »).

    Lire : Les mesures (pas « mesure ») de Curiosity (pas « Curiosité ») montrent des concentrations de méthane en niveau de fond à une faible concentration de 0,7 partie (pas « parties ») par milliard. Les pics observés ont multiplié cette concentration par 10.

    Lire : « Cette augmentation temporaire de méthane, en hausse et chute rapides, nous dit qu’il doit y avoir une source relativement localisée », a déclaré Sushil Atreya de l’Université du Michigan à Ann Arbor, un membre de l’équipe scientifique de Curiosity. « Il existe de nombreuses sources possibles, biologiques ou non biologiques, telles (pas « tels ») que l’interaction de l’eau et de la roche. »

    NB : à noter que l’agglomération d’Ann Arbor – Ypsilanti est une « sous-agglomération » de la conurbation de Detroit – Warren – Flint – Windsor (USA – Canada).

    Lire : La source du méthane est difficile à (pas « de ») localiser sur le terrain. Elle (pas « Il ») pourrait être soit à proximité et faible, ou plus lointaine (pas « lointain ») et très forte. A suivre…

    Lire : Curiosity a également détecté différentes (pas « différents ») molécules organiques martiennes dans un échantillon de poudre…

    Lire : A souligner que ces mesures ont été réalisées (pas « réalisés ») par l’instrument SAM qui comprend une participation française (voir article CNES).

    Lire : Les molécules organiques, qui contiennent du carbone et de l’hydrogène, sont en général des blocs de construction chimiques de la vie, même si elles peuvent exister sans la présence de la vie. Les conclusions de l’analyse des échantillons de l’atmosphère et de la poudre de roche ne révèlent (pas « révèle ») pas si Mars a jamais abrité (pas « abritée ») des microbes vivants, mais les résultats font la lumière sur une planète Mars actuelle chimiquement active et des conditions favorables à la vie sur la Mars du passé.

    PS : si Gérard Depardiov avait été envoyé à bord de Curiosity, je me demande si c’est bien de l’eau qu’il aurait recherché sur Mars !…

  2. Pingback: ExoMars : LA prochaine mission russo-européenne vers Mars | Rêves d'Espace

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