Parmi toutes les énigmes qui entourent la planète Mars, celle du méthane est certainement l’une des plus intrigantes. Détecté depuis 2003 dans l’atmosphère martienne mais à des niveaux trop faibles, ce gaz, souvent synonyme d’activité bactérienne (sur Terre du moins), est Source d’intenses débats, notamment quant à son origine. Les discussions prennent de l’ampleur lorsque le rover CuriositéCuriosité le détecte directement au fond du cratère Gale, où il évolue depuis 2012.
Du méthane détecté par Curiosity au fond du cratère Gale
Du méthane suinterait donc du sol martien, en très petites quantités certes, mais suffisantes pour être détectées par l’instrument du rover baptisé SAM (Analyse d’échantillons sur Mars). Problème, et pas des moindres : ce phénomène semble exclusivement limité au cratère Gale, aucune trace de méthane n’ayant été détectée ailleurs à la surface de Mars. Une bien étrange coïncidence néanmoins. Par ailleurs, si des analyses antérieures ont montré la présence de quelques molécules de méthane dans leatmosphèreatmosphèrel’enquête ExoMarsExoMars Orbiteur de gaz trace, qui comme son nom l’indique est spécialement conçu pour la détection de gaz dans l’atmosphère au-dessus de quatre à huit kilomètres d’altitude, n’a rien observé du tout. Une précédente étude (voir l’article ci-dessous) propose cependant une explication pour concilier les observations de Curiosity et d’ExoMars en montrant que l’heure de la mesure (de jour ou de nuit) pourrait être en cause. Mais cela n’explique pas l’origine du méthane martien.
Si les scientifiques pensaient autrefois que les matériaux composant Curiosity pouvaient eux-mêmes être à l’origine de ces émanations, cette hypothèse a été rapidement abandonnée, faute de preuves. Cependant, une nouvelle étude publiée dans la revue Planètes JGR révèle que le rover pourrait avoir quelque chose à voir avec cette histoire.
Du méthane piégé sous une croûte de sel et libéré par le passage du rover
Une équipe de scientifiques de la NASA a donc retroussé ses manches pour s’attaquer à l’épineux problème du méthane martien. Basé sur des expériences en laboratoire et la modélisationla modélisation, les chercheurs suggèrent ainsi que le méthane, produit par divers processus géologiques au sein du sous-sol martien, serait piégé sous une couche de sulfate présente en surface. Les variations saisonnières de température, mais aussi entre le jour et la nuit, modifieraient laimperméabilisationimperméabilisation de cela croûtecroûte de sel, permettant ainsi au méthane de s’échapper en très petites quantités. Ce processus expliquerait les variations des quantités de méthane émanant du sol. Les bouffées plus importantes mesurées par Curiosity, jusqu’à 40 fois supérieures aux taux de ce « bruit de fond », pourraient en revanche s’expliquer tout simplement par… le passage du rover. Le poids de Curiosity produirait en effet de minuscules fractures dans la croûte sulfatée, permettant un dégagement soudain de gaz.
Une hypothèse qui permettrait d’expliquer pourquoi le méthane n’est détecté qu’en quantité assez conséquente dans le cratère Gale !
Sur Mars, certaines personnes voient du méthane (CH4). D’autres ne le voient pas. Et ça les intrigue astronomesastronomes depuis plusieurs années maintenant. Mais finalement, les chercheurs proposent une explication. La détection dépendrait fortement de l’heure de la journée à laquelle les mesures sont prises.
Article de Nathalie MayerNathalie Mayer publié le 30 juin 2021
Cela s’est produit pour la première fois en 2004. Méthane (CH4) a été repéré sur Mars par la sonde européenne Mars Express. Et si la découverte a tant enthousiasmé les astronomes, c’est parce que, sur Terre, ce sont notamment les microbesmicrobes — ceux qui aident les animaux à digérer — qui produisent du méthane : la vie, en d’autres termes. Ainsi, même si des processus géologiques peuvent également en produire, trouver des traces de méthane sur Mars est passionnant. D’autant plus que ce gaz aurait un duréedurée de vie dans l’atmosphère martienne d’environ 300 ans seulement. Si nos instruments en détectent, cela ne peut être que le résultat d’une injection relativement récente.
C’est ce qui est prévu. Mais, au-delà de l’énigme de l’origine du méthane sur Mars, les astronomes se débattent depuis plusieurs années avec un autre mystère. Parce que si, en plus Mars-ExpressMars-Expressle rover Curiosity (Nasa) a détecté à plusieurs reprises du méthane au-dessus de la surface du cratère Gale, la mission européenne Orbiteur de gaz traces ExoMars (TGO) n’est jamais parvenu à confirmer la présence de ce gaz plus haut dans l’atmosphère.
Mars : l’énigme du méthane dans son atmosphère est plus compliquée que prévu
Certes, les quantités de méthane détectées par Curiosity restent infimes. Moins d’une demi-partie par milliard (ppb). L’équivalent d’une pincée de sel dans une piscine olympique. Tout de même avec des pics de concentration pouvant atteindre 20 ppb. “Mais quand l’équipe européenne a annoncé qu’elle n’avait pas vu de méthane, j’ai été vraiment choqué”se souvient Chris Webster, responsable de l’instrument Accordable LaserLaser Spectromètre (TLSTLS) de Curiosity, interrogé par la NASA. Parce que TGO a été conçu pour être la référence en matière de mesure des gaz dans l’atmosphère de Mars.
Et si Curiosity et TGO avaient tous les deux raison ?
Les chercheurs ont alors d’abord soupçonné Curiosity de produire lui-même du CH.4 qu’il a détecté. Ils l’ont analysé sous toutes les coutures : la façon dont il écrase les roches, la façon dont ses roues se dégradent, etc. Pour conclure sans équivoque que les mesures prises par le rover sont exactes.
Et puis les planétologues ont suggéré qu’il n’y avait ni mystère ni erreur. Que Curiosity et TGO pourraient tous deux avoir raison. Que les écarts de mesures observés pourraient simplement être liés au moment où ces mesures sont prises.
Les chercheurs précisent que l’instrument TLS utilisé par Curiosity pour mesurer le méthane ne peut fonctionner que la nuit. Il est effectivement gourmand en énergieénergie et doit attendre, pour se réveiller, que tous les autres instruments soient éteints. Toutefois, la nuit, l’ambiance martienne est plutôt calme. Le méthane s’infiltrant du sol s’accumulera probablement près de la surface et sera détecté par Curiosity.
TGO, quant à lui, a besoin de la lumière du soleil pour rechercher des traces de méthane à environ cinq kilomètres du sol. Mais le chaleurchaleur de la journée remue l’atmosphère. Et le méthane concentré au niveau du sol la nuit se retrouve dilué dans l’atmosphère quelques heures plus tard. À des niveaux jugés indétectables.
C’est ce que viennent de confirmer les astronomes. Ils ont exceptionnellement mobilisé le rover Curiosity pour des mesures diurnes. Et l’instrument TLS n’a rien trouvé non plus ! Cela résout donc le problème. Du moins en apparence. Car si le méthane s’échappe constamment du sol martien et que sa durée de vie dans l’atmosphère est d’environ 300 ans, il devrait encore s’en accumuler suffisamment pour que TGO puisse le détecter.
Reste à comprendre ce qui détruit le méthane présent dans l’atmosphère de Mars. Peut-être des décharges électriques de très faible intensité induites par la poussière martienne. Ou l’action d’un oxygèneoxygène abondant en surface ce qui détruirait le CH4 avant d’atteindre la haute atmosphère. Des expériences sont en cours.
