D'où provient le méthane de Mars? Pas le vent

Mars est un monde rocheux et certains scientifiques ont émis l'hypothèse que l'érosion causée par le vent faisait que les roches de Mars produisaient du méthane. Mais une nouvelle étude de l'Université de Newcastle réfute cela. Image via NASA / JPL-Caltech / Phys.org.

Qu'est-ce qui produit du méthane sur Mars? C’est une question à laquelle les scientifiques essaient de répondre depuis un certain temps déjà. Il existe diverses possibilités, à la fois géologiques et biologiques, mais leur réduction a été un défi. Serait-ce vraiment un signe de… vie ? Maintenant, une nouvelle étude a montré qu’au moins l’un des scénarios géologiques était très improbable: l’érosion éolienne des roches.

Des chercheurs de l'Université de Newcastle au Royaume-Uni ont publié leurs conclusions évaluées par des pairs dans Scientific Reports le 3 juin 2019, et un nouveau communiqué de presse a été publié le 12 août 2019. D'après le résumé de l'article:

Des changements saisonniers des niveaux de fond de méthane et des pics de méthane ont été détectés in situ à un mètre de la surface martienne, et de plus grands panaches de méthane détectés par télédétection au sol, mais leur origine n’a pas encore été expliquée de manière adéquate. Les sources de méthane proposées comprennent l'irradiation UV de matières organiques dérivées de météorites, les réactions hydrothermales avec l'olivine, la décomposition organique par l'impact de météoroïdes, la libération d'hydrates de gaz, la production biologique ou la libération de méthane d'inclusions fluides dans le basalte pendant l'érosion éolienne. Ici, nous quantifions pour la première fois l’importance potentielle de l’abrasion éolienne en tant que mécanisme permettant de libérer le méthane emprisonné dans les roches, en couplant les estimations de l’abrasion éolienne de surface avec les teneurs en méthane d’une variété de météorites martiennes, de basaltes terrestres analogues et de systèmes terrestres analogues. roches sédimentaires. Nous démontrons qu'il est très peu probable que l'abrasion du basalte par les taux martiens actuels d'érosion éolienne produise des changements détectables dans les concentrations de méthane dans l'atmosphère. Nous montrons en outre que, bien que le potentiel de production de méthane résultant de l’abrasion éolienne de certaines roches sédimentaires soit supérieur, pour produire l’ampleur des concentrations de méthane analysées par le robot Curiosity, ils devraient contenir du méthane à des concentrations similaires à celles réservées aux biogènes / économiques. dépôts thermogéniques sur la Terre. Par conséquent, nous suggérons que l'abrasion éolienne soit une origine improbable du méthane détecté dans l'atmosphère martienne et que d'autres sources de méthane sont nécessaires.

Historique des principales mesures de méthane sur Mars de 1999 à 2018. Image via ESA.

L’une des théories les plus récentes a été que l’érosion éolienne des roches pourrait produire le méthane détecté dans la basse atmosphère. Les conclusions de l’équipe ont toutefois montré qu’elle ne pourrait pas produire du méthane dans les quantités observées, selon Jon Telling, géochimiste à l’Université de Newcastle:

Les questions sont les suivantes: d'où provient ce méthane et la source est-elle biologique? C’est une question colossale et, pour en arriver à la réponse, nous devons d’abord écarter de nombreux autres facteurs.

Nous nous sommes rendus compte qu'une source potentielle de méthane que les gens n'avaient pas vraiment étudiée en détail auparavant était l'érosion éolienne, libérant des gaz piégés dans des roches. Les images haute résolution prises sur orbite au cours de la dernière décennie ont montré que les vents sur Mars peuvent entraîner des taux locaux de déplacement du sable beaucoup plus élevés, et donc des taux potentiels d’érosion du sable, plus importants que prévu.

En fait, dans quelques cas, le taux d'érosion est comparable à celui des champs de dunes de sable froids et arides de la Terre.

À l'aide des données disponibles, nous avons estimé les taux d'érosion à la surface de Mars et son importance pour la libération de méthane.

Et compte tenu de tout cela, nous avons constaté qu’il était très peu probable que ce soit la source.

L’important, c’est que cela renforce l’argument selon lequel le méthane doit provenir d’une source différente. Que ce soit biologique ou non, nous ne savons toujours pas.

Concept artistique de Trace Gas Orbiter de l’ESA, intégré à la mission ExoMars, qui analyse l’atmosphère martienne. Image via ESA / ATG MediaLab.

Les observations effectuées à la fois par le vaisseau spatial en orbite et le rover Curiosity, ainsi que par des télescopes sur Terre, ont montré que les niveaux de méthane dans l'atmosphère martienne semblaient être saisonniers, culminant en été et s'effaçant à nouveau en hiver. On ne sait pas encore pourquoi, mais cela indique qu'un processus régulier, qu'il soit géologique ou biologique, est en cours. Bizarrement, l’Orbiteur de gaz traces (TGO) de l’ESA n’a pas encore détecté de méthane, bien que ce soit l’un de ses principaux objectifs. Mais cela peut simplement être dû au caractère saisonnier du méthane, ou au fait que TGO concentre ses observations sur les couches supérieures de l'atmosphère et que la plupart des autres détections de méthane ont été effectuées plus près du sol.

La plupart des scientifiques pensent maintenant que le méthane provient du sous-sol, peut-être sous forme de clathrates de glace qui fondent en été et libèrent du méthane, ou peut-être une source biologique qui réagit aux températures plus chaudes. Même si le méthane est lié à des clathrates, son origine réelle pourrait encore être géologique ou biologique (vie ancienne). Ou il peut être produit par les eaux souterraines chaudes interagissant avec l'olivine dans les roches. Si tel est le cas, cela indiquerait qu'il subsiste une activité géologique résiduelle sous la surface de Mars et que cela pourrait en soi fournir un environnement habitable aux micro-organismes, même s'ils ne produisaient pas réellement le méthane. Selon des études récentes, d'autres causes, telles que les météorites ou les comètes, ne produiraient probablement pas assez de gaz pour correspondre aux observations.

En avril dernier, un nouveau rapport révélait que le mobile Curiosity et le satellite en orbite autour de Mars Express avaient détecté un pic de méthane au même moment, pour la première fois, en 2013. Et en juin dernier, Curiosity avait détecté sa plus grande mesure à ce jour. de méthane jusqu'à présent. Pourquoi existe-t-il des pics d'émissions de méthane alors que le gaz disparaît pratiquement après? Il y a encore beaucoup de choses que nous ignorons, comme l'a indiqué Emmal Safi, chercheur postdoctoral à l'Université de Newcastle:

C'est encore une question ouverte. Notre papier est juste une petite partie d'une histoire beaucoup plus grande.

En fin de compte, nous essayons de déterminer s’il est possible que la vie existe sur des planètes autres que la nôtre, vivantes ou peut-être dans le passé, qui sont maintenant préservées sous forme de signatures fossiles ou chimiques.

Illustration illustrant quels processus pourraient créer et détruire du méthane sur Mars. Le méthane provient probablement de la surface et est rejeté dans l'atmosphère par des fissures sous la surface. Image via ESA.

L'idée que le méthane de Mars puisse provenir de la vie est évidemment passionnante, car la majeure partie du méthane sur Terre est produite par des organismes vivants. Mais il faudrait d'abord éliminer les explications non biologiques. Les recherches de l'Université de Newcastle montrent qu'au moins l'une des explications géologiques possibles du méthane est peu probable, mais les scientifiques ont encore beaucoup de travail à faire pour déterminer exactement ce qui le produit.

Conclusion: cette nouvelle étude semblerait éliminer une source possible de méthane de Mars: l’érosion éolienne des roches à la surface. Cela renforce la probabilité que le méthane provienne du sous-sol.

Source: Abrasion éolienne des roches comme mécanisme de production de méthane dans l'atmosphère martienne

Via Newcastle University