Transmettre son savoir est un don de soi

ALH 84001

SOURCE: http://www.nirgal.net/alh84001.html

Le mystère ALH84001

La météorite martienne ALH84001 est rentrée dans l’Histoire le 6 août 1996, lorsque la NASA (en collaboration avec trois universités et un chercheur de la société Lockheed Martin) a annoncé avoir découvert en son sein des traces d’une vie fossile martienne.ALH84001 a été ramassée le 27 décembre 1984 dans la région d’Allan Hills, en Antarctique, au cours d’une expédition ANSMET. Au moment de sa découverte, elle se présentait sous la forme d’un pavé rocheux (17 x 9,5 x 6,5 centimètres) de presque 2 kilogrammes. D’une couleur gris verdâtre, la majeure partie de sa surface était recouverte par une croûte de fusion étonnamment fraîche. Les régions ou la croûte était arrachée laissaient entrevoir un intérieur grisâtre.

La roche fut libellée selon la nomenclature en vigueur pour la dénomination des météorites en provenance de l’antarctique. Les trois premières lettres, ALH, rappellent son lieu de collecte (Allan Hills). Le nombre 84 fait référence à l’année de sa découverte. Enfin, lorsqu’elle fut découverte, les scientifiques notèrent immédiatement son aspect inhabituel. Ayant retenu l’attention des chercheurs, la roche fut examinée immédiatement après son rapatriement au centre Johnson de la NASA, d’où le nombre 001.

Sur la base de sa composition minéralogique, ALH84001 a été classée parmi les achondrites. Rappelons qu’il existe deux grandes variétés de météorites : les métalliques, constituées presque exclusivement de métal (fer, nickel) et les pierreuses, qui représentent 90 % des météorites connues. Parmi ce groupe, les scientifiques distinguent les chondrites (qui renferment un grand nombre de petites inclusions minérales sphériques, les chondres) et les achondrites (au sein desquels les minéraux ne forment pas de chondres).

ALH84001 ne dévoila pas immédiatement son origine martienne. Elle fut d’abord classifiée en 1985 comme une diogénite, un groupe assez rare d’achondrites qui proviendraient de Vesta, un bloc rocheux de belle taille appartenant à la ceinture d’astéroïdes. Les diogénites sont des achondrites pauvres en calcium (moins de 3%), avec des pyroxènes moyennement riches en fer (hypersthène). Cette erreur d’identification trouve son origine non seulement dans la composition minéralogique inhabituelle d’ALH84001, mais aussi dans les limites de la classification des météorites qui était alors en vigueur. Ce n’est qu’en 1993 que les analyses démontrèrent son affiliation avec la planète rouge.

L’histoire d’ALH84001

ALH84001 a une histoire passablement complexe, ce qui n’a rien d’étonnant pour une roche très vieille formée sur une planète active. La future météorite a vraisemblablement cristallisé il y a 4,5 milliards d’années à partir d’une poche de magma enfouie dans les profondeurs de la croûte martienne. Avec le refroidissement du bain silicaté, des cristaux de pyroxènes ont commencé à se former, avant de sédimenter au fond de la chambre magmatique, où ils se sont accumulés et cimentés pour former une orthopyroxénite, c’est à dire une roche presque exclusivement constituée de pyroxènes. Avec un âge de 4,5 milliards d’années, ALH84001 est la plus ancienne de toutes les météorites martiennes connues à ce jour (l’âge des SNC variant habituellement entre 1,3 milliards d’années et 200 millions d’années).

La roche ne va cependant pas pouvoir profiter longtemps de la tranquillité que lui confère son emplacement. Vers 4,2 milliards d’années, un premier astéroïde s’abîme au-dessus de la chambre magmatique désormais solidifiée. L’impact affecte violemment la croûte martienne, dont la future météorite. Le choc ouvre des cavités et des fissures dans le socle rocheux, et rapproche peut-être ALH84001 de la surface martienne. En profitant de ces ouvertures, un fluide percole alors dans le matériau rocheux, en déposant derrière lui des minéraux (dont vont peut-être partie les carbonates).

Plusieurs milliards d’années s’écoulent avant qu’un deuxième impact, très récent, ne vienne terminer le travail du premier en éjectant ALH84001 dans l’espace. Le cratère d’impact lié à l’impact qui a expulsé ALH84001 de la surface martienne n’a pas été identifié avec certitude. Deux candidats potentiels ont cependant retenus l’attention des géologues dans la région d’Evros Vallis et d’Hesperia Planum. Les deux cratères ne sont pas circulaires, mais ovales, ce qui n’a rien d’étonnant : seuls les impacts tangentiels (qui laissent des empreintes ovales) peuvent conférer à une roche une vitesse suffisante pour lui permettre d’échapper au champ de gravité martien.

Après son éjection, la météorite va errer pendant 15 millions d’années (une période assez longue par rapport aux autres météorites martiennes) dans les immensités de l’espace interplanétaire, avant de rentrer finalement en collision avec la Terre. La traversée de l’atmosphère terrestre sera éprouvante, et la météorite perdra par ablation une couche rocheuse d’environ 5 centimètres d’épaisseur. Le reste s’enfonça dans les glaces de l’Antarctique et patienta 13 000 ans, avant d’être finalement ramassé par une main gantée …

Composition

Comme nous l’avons vu plus haut, la météorite ALH84001 est une roche cristalline constituée presque exclusivement d’une seule espèce minérale appelée pyroxène. Ce minéral se rencontre couramment dans les roches volcaniques terrestres telles que les laves basaltiques. Ici, les pyroxènes ont cristallisé dans le système orthorhombique (d’où leur nom d’orthopyroxènes) et forment des cristaux relativement grossiers qui peuvent atteindre 5 mm de longueur. Comme la roche n’est rien d’autre qu’un assemblage d’orthopyroxènes, les géologues la désignent sous le nom d’orthopyroxènite.

Même si les pyroxènes représentent plus de 97 % de la roche, ALH84001 renferme également d’autres minéraux, comme des oxydes de fer (chromite, magnétite), des sulfures de fer (pyrite, pyrrhotite), des phosphates (apatite), des plagioclases transformés en maskelynite par l’impact, de l’olivine, de la silice et bien entendu des petits nodules de carbonates dont nous aurons l’occasion de reparler.

Des indices en faveur d’une vie martienne

Dans l’article publié en 1996, l’équipe de la NASA avait listé quatre indices suggérant l’existence, il y a plusieurs milliards d’années, d’une forme de vie au sein de la météorite : des structures ressemblant à s’y méprendre à des bactéries fossiles (exception faite de leur taille), des carbonates présentant une zonation chimique tout à fait particulière, des nanocristaux de magnétite similaires à ceux fabriqués par des bactéries sensibles au champ magnétique terrestre, et enfin des molécules organiques (HAP) identiques à celles qui se forment lors de la mort des cellules vivantes.

La NASA avait particulièrement insisté sur le fait que pris séparément, chaque indice ne constituait pas en soi une preuve incontestable d’une activité biologique. Cependant, lorsqu’ils étaient considérés ensemble, et compte tenu de leur étroite association spatiale (ils sont serrés les uns contre les autres dans les nodules de carbonate), ils rendaient tout à fait plausible et raisonnable l’hypothèse biologique. Les scientifiques impliqués dans l’étude de la météorite reconnaissaient volontiers que d’autres mécanismes purement géologiques pouvaient être invoqués pour expliquer les structures découvertes au sein d’ALH84001. L’hypothèse biologique semblait cependant préférable, de part sa simplicité. Pourquoi chercher la solution dans plusieurs mécanismes séparés, quand un seul peut tout expliquer ?

Plus de 7 ans après l’annonce spectaculaire de la NASA, d’innombrables travaux ont été réalisés sur ALH84001. Pour chaque caractéristique listée par l’équipe de la NASA, une explication abiotique plausible a été trouvée. Ainsi, les soi-disant nanofossiles pourraient n’être que des microcristaux ou de simples défauts à la surface des minéraux. La zonation chimique des carbonates peut parfaitement s’expliquer sans l’intervention d’organismes vivants. Ces carbonates pourraient d’ailleurs avoir été déposés à 700°C, une température totalement incompatible avec la présence de formes de vie. Enfin, 80 % de la matière organique présentent dans ALH84001 seraient d’origine terrestre, ce qui laisse planer un certain doute sur l’origine martienne des HAP. Même si le débat est loin d’être clos, les tenants de l’hypothèse biologique perdent chaque année un peu plus de terrain. Seul les minuscules cristaux de magnétite offrent encore des arguments convaincants qui les protégent d’une débâcle totale.

Dans les paragraphes qui suivent, nous allons passer en revue les quatre indices relevés par l’équipe de la NASA, ainsi que les résultats des contre analyses qui ont été réalisées depuis. Il ne vaudra pas s’étonner de rencontrer ici et là des incohérences et des contradictions flagrantes. Les scientifiques sont loin d’être arrivés à un consensus sur l’histoire d’ALH84001, comme le prouve la polémique toujours vive sur la température de formation des carbonates.

Les nanofossiles

Les nanofossiles d’ALH84001 sont peut-être morts depuis des milliards d’années, cela ne les a pas empêché d’avoir leur heure de gloire. Après l’annonce de la NASA en 1996, ces petites structures, qui sont incrustées dans les nodules de carbonates, firent la couverture de nombreux journaux, et s’affichèrent sur les écrans du monde entier (alors que paradoxalement, elles sont largement mises en retrait, par rapport aux autres indices, dans l’article original de 1996). Bien plus photogéniques que des molécules organiques ou des spectres analytiques, ils symbolisent à eux seuls la controverse qui entoure ALH84001. Quelles sont donc ces structures sensationnelles qui ont défrayé la chronique pendant plusieurs semaines ?

Si l’on ne prête pas attention à l’échelle, les nanofossiles d’ALH84001 ressemblent comme deux gouttes d’eau à des bactéries terrestres. Il suffit cependant se sortir un mètre pour qu’une différence fondamentale émerge. Mesurant entre 20 et 100 nanomètres de longueur, ces bactéries martiennes seraient jusqu’à 100 fois plus petites que leurs homologues terrestres en taille, et un million de fois inférieures en volume !

Cette petitesse a deux conséquences. La première, c’est que les nanofossiles martiens poussent nos plus puissants instruments d’analyse dans leurs retranchements. Ces structures sont si petites qu’il n’est plus possible de les étudier en détails. Seconde conséquence, la taille de ces fossiles défie l’entendement. Les microbiologistes considèrent qu’en dessous d’une taille de 200 nanomètres, un organisme ne saurait être viable : l’espace disponible pour ranger toute la machinerie cellulaire nécessaire aux fonctions vitales serait tout simplement insuffisant.

Les nanofossiles d’ALH84001 seraient donc trop petits pour être vrais. Avec une taille de 20 nm, ils ressemblent effectivement plus à des constituants cellulaires (comme les ribosomes, ces petites usines biochimiques qui servent à fabriquer les protéines), qu’à des cellules entières ! Pourtant, des recherches récentes ont montré que des êtres d’une taille similaire à ceux pétrifiés dans ALH84001 existeraient sur Terre, dans des endroits aussi improbables que les basaltes de la croûte terrestre ou les sources chaudes de Yellowstone aux Etats-Unis.

Plusieurs équipes ont vivement rejeté l’hypothèse de la NASA, selon laquelle ces structures seraient des fossiles de microorganismes martiens. Pour de nombreux scientifiques, les nanofossiles ne seraient rien d’autres que des excroissances cristallines situées à la surface des carbonates (le long des axes cristallographiques, d’où leur alignement), ou des minéraux (petits cristaux de magnétite, bords des cristaux de pyroxènes). Ils pourraient également s’agir de protrusions liées à la dissolution partielle de la surface des carbonates. Enfin, on ne peut exclure que certains des nanofossiles résultent d’une contamination par des bactéries terrestres, qui se seraient frayées un chemin au sein de la météorite avant d’être fossilisées.

Pour d’autres, les nanofossiles seraient même totalement artificiels : il s’agirait d’artefacts liés au procédé de préparations (métallisation) des échantillons pour l’examen au microscope électronique. Pour éviter une accumulation d’électrons à leur surface lors de l’observation au microscope électronique, les échantillons sont effectivement rendus conducteurs par le dépôt d’une très fine pellicule de métal, habituellement de l’or ou un mélange d’or et de palladium. Or la formation de grumeaux métalliques pendant cette opération n’est pas exclue …

Il est cependant peu probable que les nanofossiles d’ALH84001 soient des artefacts. En étudiant la météorite à l’aide d’un microscope à force atomique, un instrument qui possède la résolution d’un microscope électronique, mais qui ne nécessite aucune préparation de l’échantillon, une équipe de chercheurs a réussi à imager les nanofossiles. Ces structures existent donc bel et bien dans les nodules de carbonate d’ALH84001.

Des examens supplémentaires de la météorite ont également révélé des structures ressemblant à des biofilms, ces films gluants que secrètent les bactéries pour contrôler un environnement favorable à leurs développements. Rien ne permet cependant de prouver que ces biofilms sont d’origine martienne : les fractures de la météorite ont été effectivement rapidement envahies par des microorganismes terrestres qui ont pu sécréter leurs propres biofilms.

Comme si cela ne suffisait pas, un élément vient compliquer le travail des exobiologistes qui essayent de déterminer la nature (biologique ou non) des nanofossiles d’ALH84001. Les équipes de recherche travaillent effectivement sur des fragments différents, et il n’est pas certain que chacun observe les mêmes structures. Devant le flot de critiques qui s’est abattue sur elle, l’équipe de la NASA a par exemple répliqué en indiquant que les structures mentionnées par d’autres chercheurs ne correspondaient pas aux nanofossiles décrits. Les structures étudiées seraient trop nombreuses, trop bien ordonnées, trop rapprochés et trop petites, alors que les « vrais » nanofossiles martiens seraient au contraire isolés, incurvés, tout en se recoupant selon des angles variables.

Les globules de carbonates

Malgré leur rareté (ils représentent environ 0,5 % de la roche), les globules de carbonates comptent parmi les structures les plus importantes d’ALH84001. Ce sont effectivement eux qui renferment tous les indices de biogénicité, que ce soit les nanofossiles, les molécules organiques où les cristaux de magnétite. De part leur zonation chimique, ils constituent eux-mêmes une preuve de la présence d’une activité biologique au sein d’ALH84001. S’ils apparaissent le plus souvent sous la forme de petites sphères orange (d’où leur nom d’orangettes), ils peuvent également adopter une forme en galette, ou obstruer des fissures. Ils sont indubitablement d’origine martienne.

Les carbonates se rencontrent presque exclusivement dans les cavités et les fissures qui zèbrent la météorite. D’une taille de 100 à 250 microns, les nodules présentent une zonation concentrique tout à fait particulière. Comme un oignon, ils sont effectivement constitués de plusieurs couches. Le centre, de couleur orangé et formé principalement de carbonate de calcium (calcite, le principal constituant des calcaires), est entouré par trois anneaux respectivement noir, blanc puis à nouveau noir. Les anneaux internes et externes sont composés de carbonates de fer (sidérite), tandis que l’anneau central blanc est constitué de carbonate de magnésium (magnésite) pratiquement pur. L’anneau externe contient des grains très fins de magnétite et de sulfures dont nous aurons l’occasion de reparler. Au sein des globules, il existe également des variations non négligeables du rapport manganèse/fer, du centre vers la périphérie.

Pour l’équipe de la NASA, la zonation complexe des orangettes de carbonate (tant du point de vue chimique que minéralogique) pouvait être le résultat de réactions d’oxydoréductions placées sous contrôle biologique. Plusieurs études ont cependant montré que de tels assemblages peuvent facilement se former dans la nature de manière tout à fait abiotique. Un fluide dont la composition chimique varie au cours du temps peut effectivement laisser derrière lui des dépôts concentriques similaires à ceux qui obstruent les fissures d’ALH84001. Il est intéressant de noter que dans un premier temps, les chercheurs avaient même pensé que ces globules n’étaient rien d’autres que des squelettes de foraminifères, des protozoaires principalement marins que l’on retrouve par exemple dans le plancton. Suite aux objections d’un paléontologue réputé, cette hypothèse fut abandonnée, et les globules de carbonates cessèrent d’être considérés comme des foraminifères, et se contentèrent d’héberger des formes de vie plus primitives et discrètes, les fameux nanofossiles.

L’âge des carbonates d’ALH84001 s’est révélé très délicat à déterminer et constitue toujours, comme leur mode de formation, un sujet de controverse. Une bonne partie de la communauté scientifique s’accorde aujourd’hui sur un âge de 3,9 ou 4 milliards d’années, même si une équipe affirme qu’ils seraient en fait beaucoup plus jeunes. On peut raisonnablement estimer que les carbonates sont apparus 500 à 600 millions d’années après la formation de la météorite.

Le mode de formation des carbonates, et en particulier la température à laquelle ils se sont déposés, divisent sérieusement les scientifiques. Certaines équipes estiment que les orangettes sont apparues suite à l’interaction d’un fluide très riche en CO2 avec les silicates de la future météorite, à des températures assez élevées (700° C), éventuellement lors d’un impact météoritique.

En utilisant les isotopes de l’oxygène (qui peuvent être employés comme un thermomètre chimique), certains gaz rares ou encore la magnétisation résiduelle de la météorite, d’autres équipes sont arrivées à la conclusion que les carbonates ont précipité dans des conditions beaucoup plus clémentes (entre 0°C et 80°C). Les analyses paléomagnétiques sont particulièrement intéressantes, car elles fournissent des informations sur l’environnement de la jeune planète Mars.

Lors de la formation d’ALH84001, certains minéraux ont acquis une orientation particulière, sous l’influence du champ magnétique régnant à l’époque (paléomagnétisme). Cette orientation peut cependant être effacée si la roche est chauffée au-delà d’une certaine température (580° C pour la magnétite, 325°C pour le sulfure de fer). Or il se trouve qu’ALH84001 possède un magnétisme fossile, conservé par un sulfure de fer, la pyrrhotite. Cela indique que la roche n’a jamais été portée au-dessus de la température seuil, à partir de laquelle la magnétisation est perdue.

ALH84001 a acquis sa magnétisation au moment de sa cristallisation, il y a 4,5 milliards d’années. Cela implique que Mars possédait à cette époque un champ magnétique global suffisamment fort pour marquer de son empreinte les roches martiennes. En protégeant la planète rouge des rayons cosmiques et du vent solaire, ce champ a du permettre à Mars de conserver son atmosphère (qui autrement aurait été érodée par les particules du vent solaire), et d’offrir ainsi des conditions compatibles avec l’apparition et le développement d’éventuelles formes de vie.

L’hypothèse d’un dépôt des carbonates à basse température se marie donc à merveille avec le modèle chaud et humide, selon lequel la planète Mars aurait été, dans sa jeunesse, bien plus accueillante qu’elle ne l’est aujourd’hui. Une eau, saturée en CO2 par l’atmosphère martienne (qui est presque exclusivement constituée de dioxyde de carbone) aurait pénétré dans les profondeurs de la croûte martienne à la faveur de nombreuses fractures, puis déposée les carbonates dans les interstices des roches.

Les nodules auraient donc précipité à partir d’une eau chargée de CO2 circulant dans les anfractuosités de la croûte martienne. Cependant, paradoxalement, pratiquement aucune argile n’a été détectée au voisinage des carbonates. Excepté un peu de smectite, les argiles brillent par leur absence, alors qu’elles devraient être abondantes si les carbonates se sont déposés en présence d’eau.

Etant donné que tous les indices en faveur de la présence passée d’une vie martienne dans ALH84001 ont été mis en évidence dans les carbonates, la température de formation de ces derniers est devenue une question cruciale. Une formation des carbonates à haute température est par nature totalement incompatible avec la présence de formes de vie. Les optimistes qui pensent que la vie est effectivement apparue au sein d’ALH84001 ont donc tout intérêt à défendre un dépôt à basse température (ou tout du moins à des températures compatibles avec le vivant, c’est à dire inférieure à 118°C, température la plus élevée à laquelle la vie est possible).

La magnétite

Sept ans après l’annonce de la NASA, les nanocristaux de magnétite constituent le seul indice en faveur de l’hypothèse biologique a avoir résisté aux innombrables contre-expertise.

ALH84001 renferme, comme la plupart des roches volcaniques de sa nature, des cristaux de magnétite, un oxyde de fer répondant à la formule chimique Fe3O4. Ces cristaux sont concentrés à la périphérie des globules de carbonates, et sont extrêmement petits (entre 10 et 75 nm).

La grande majorité des cristaux de magnétite d’ALH84001 n’ont rien de particulier, et ressemblent à s’y méprendre à ceux que l’on rencontre dans les laves terrestres. Une petite population (25 %) présente cependant des caractéristiques (six en tout) tout à fait particulières, que l’on ne retrouve que chez des bactéries terrestres sensibles au champ magnétique (comme la souche MV-1).

Plusieurs espèces de bactéries, dites magnétotactiques, sont effectivement capables de trouver leur chemin grâce au champ magnétique terrestre. Ces espèces vivent généralement dans des milieux très appauvris en oxygène. Grâce à de petites chaînettes de magnétite (magnétosomes), qui jouent exactement le rôle d’une boussole, elles peuvent s’orienter dans leur environnement jusqu’à trouver le gradient optimal en oxygène. En suivant les lignes de force du champ magnétique terrestre, ces bactéries peuvent se déplacer dans une seule dimension, ce qui représente probablement un avantage par rapport à une recherche dans les trois dimensions de l’espace.

Les magnétosomes, constitués de minuscules cristaux de magnétite (entre 30 et 100 nm) enveloppés par une membrane, sont généralement alignés avec le grand axe de la cellule bactérie. Ces petits aimants enchaînés les uns aux autres sont de véritables bijoux de précision qui laissent loin derrière les particules magnétiques utilisées dans les bandes magnétiques et les disques durs de nos ordinateurs. Chaque caractéristique semble avoir été optimisée par la nature, et ces cristaux permettent aux bactéries qui les fabriquent de sentir le champ magnétique terrestre avec une efficacité confondante. Leur taille, leur rapport longueur sur largueur, leur élongation, leur système cristallin (hexaoctaédrique tronqué), leur grande pureté chimique, leur absence de défauts en font des objets tout à fait uniques.

A l’heure actuelle, aucun processus autre que biologique n’est capable de produire des cristaux dotés des mêmes propriétés. Or il se trouve que 25 % des cristaux de magnétite piégés dans la météorite ALH84001 possèdent les six propriétés listées ci-dessus. Cette population serait donc biogénique. Il n’est certes pas possible de se prononcer pour les 75 % restants, mais le nombre de cristaux biogéniques pourrait être en fait bien plus élevé : 30 % des cristaux fabriqués par la bactérie magnétotactique MV-1 ne possèdent effectivement pas l’ensemble des six propriétés, et ne pourraient donc être identifiés comme étant des biominéraux …

Une autre caractéristique confirmerait l’origine biologique de la magnétite d’ALH84001 : comme nous l’avons vu, les micro-aimants des bactéries magnétotactiques forment des chaînes, une configuration tout à fait inconnue dans le monde minéral. Certes, des colliers de magnétite ont bien été obtenus en laboratoire, mais ceux fabriqués par les bactéries magnétotactiques présentent à nouveau six propriétés particulières, signature non ambiguë de leur origine biologique : des tailles et des formes homogènes, des espaces entre les cristaux (liés à la présence d’une gangue de matière organique), une orientation particulière, la flexure des chaînes après la mort de la cellule (due au comportement élastique de la matière organique), et enfin la présence d’une membrane entourant la chaîne. Or des chaînettes de magnétite, observées jusqu’à 1 micron de profondeur sous la surface d’un échantillon d’ALH84001, présentent toutes les caractéristiques décrites ci-dessous, à l’exception de la dernière.

Malgré ces éléments intrigants, voire convaincants, certaines équipes considèrent que les minuscules cristaux de magnétite, à l’instar des autres structures de la météorite, sont abiotiques. Des cristaux de magnétite similaires à la plupart de ceux rencontrés au sein d’ALH84001 pourraient par exemple se former par précipitation chimique à partir de fluides chauds (il est par exemple possible d’en trouver au niveau des fumerolles, ces émanations gazeuses, calmes et régulières, crachées par des fissures en région volcanique).

Les magnétites pourraient aussi provenir de la décomposition thermique (450°C environ) du carbonate de fer (sidérite) sous l’effet de la chaleur dégagée par un impact météoritique, éventuellement celui qui a éjecté la météorite de la surface martienne. En étudiant la météorite au niveau atomique, des chercheurs ont effectivement découvert que les atomes d’oxygène de la magnétite sont alignés sur le même plan que ceux des carbonates. Etant donné que la magnétite prolonge le réseau cristallin des carbonates, elle a du se former à leurs dépends (un cristal d’origine biologique aurait forcément une orientation quelconque par rapport au réseau cristallin des carbonates). Ces travaux novateurs sont cependant remis en question par des analyses (que nous avons déjà mentionné) qui tendent à prouver que les carbonates n’ont jamais été portés à des températures élevées (supérieures à 80°C).

Une odeur de soufre

La magnétite n’est pas le seul minéral d’origine biologique identifiée dans la météorite ALH84001 par l’équipe de la NASA. Des sulfures de fer, qui pourraient également avoir une origine biogénique, ont également été mis en évidence. Sur Terre, des bactéries sulfato-réductrices sont effectivement capables de réduire des sulfates (SO42-) pour donner des sulfures, de manière à produire de l’énergie.

Les sulfures formés par l’activité bactérienne sont parfois enrichis en soufre 32 par rapport au sulfate d’origine, ce qui signe leur origine biologique. Des analyses ultérieures conduites sur ALH84001 ont cependant montré que les sulfures de fer ne comportaient aucun enrichissement flagrant en soufre 32 par rapport au soufre 34, ce qui remet en question l’hypothèse biologique.

Ces analyses auraient néanmoins été effectuées sur des cristaux de grandes tailles (plusieurs microns), dont la relation avec les carbonates est loin d’être évidente, et qui ne correspondaient pas aux cristaux de sulfures pointés par l’équipe de la NASA. L’étude des petits cristaux de sulfures (40 à 60 nm) situés au voisinage de la magnétite, dans la région la plus externe des nodules de carbonates, et décrits par l’équipe de la NASA aurait été plus souhaitable. Malheureusement, leur petite taille les placent en dessous des capacités d’analyse des instruments scientifiques, ce qui implique que les rapports isotopiques pour le soufre ne peuvent être connus. Des cristaux de greigite (un sulfure de fer précipité par certaines bactéries) auraient également été découverts, mais ce résultat n’a pas pu être confirmé.

Les HAP

Un dernier indice, relevé par l’équipe de la NASA, concerne la présence de molécules organiques complexes, les HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques). Ces molécules se rencontrent souvent sur Terre au niveau des cadavres cellulaires. Elles constituent effectivement les produits terminaux de la décomposition des organismes vivants. Pour l’équipe de la NASA, ces HAP sont concentrés au niveau des globules de carbonate, précisément à l’endroit où se trouvent les nanofossiles. L’explication la plus évidente était donc de considérer que ces molécules étaient les derniers résidus des cadavres martiens fossilisés pour l’éternité dans les profondeurs d’ALH84001.

La véritable distribution spatiale des HAP a cependant fait l’objet d’une controverse. Une étude a montré que les HAP ne semblaient pas exclusivement concentrés au niveau des carbonates, mais qu’ils se retrouvaient au contraire dans l’ensemble de la météorite. Ce travail est cependant sujet à caution, étant donné que les échantillons ont été traités avec des solvants organiques qui ont pu contaminer la météorite. Jusqu’à preuve du contraire, les HAP seraient donc bien localisés au niveau des globules de carbonate, une distribution apparemment incompatible avec une contamination terrestre (qui aurait concerné toute la roche).

Le problème de la contamination ne peut cependant pas être ignoré ou pris à la légère, bien loin de là. La grande majorité de la matière organique (80 %) retrouvée dans ALH84001 n’est effectivement pas martienne, mais … terrienne.

Peu après la publication de l’article de la NASA, plusieurs équipes ont annoncé en fanfare qu’aucun résultat n’était valable, étant donné que la météorite avait été contaminée par des molécules et des organismes terrestres lors de son séjour dans les glaces de l’antarctique. En réalité, cette contamination est tout à fait normale. C’est plutôt l’absence totale de contamination qui aurait été étonnante !

Les scientifiques savent aujourd’hui que la contamination d’une météorite fraîchement tombée sur Terre est un phénomène extrêmement rapide. En quelques jours, voire quelques heures, des molécules organiques et des microbes peuvent déjà se frayer un chemin vers le cœur de la météorite, même si celle-ci a échoué dans les endroits les plus inhospitaliers de la planète. En 13 000 ans, la Terre a eu amplement le temps de marquer de son empreinte l’infortuné météorite martienne.

La principale preuve de la contamination d’ALH84001 est la découverte de carbone 14 au niveau de la matière organique. Cet isotope du carbone se forme uniquement dans l’atmosphère terrestre et possède une durée de vie est extrêmement courte à l’échelle des temps géologiques. Grâce au carbone 14, cette matière organique a pu être datée. Les molécules auraient entre 11 000 et 5200 ans, et se seraient donc formées après l’arrivée (il y a 13000 ans) de la météorite sur Terre. La contamination d’ALH84001 est également confirmée par la mise en évidence de plusieurs acides aminés (sérine, glycine, alanine), qui sont clairement d’origine terrestre (comme le suggère le fait qu’ils soient tous de la forme L).

Si la contamination, inévitable, doit absolument être prise en compte dans toutes les analyses, elle ne remet pas en cause les résultats obtenus jusqu’à présent. Ainsi, si 80 % de la matière organique est clairement d’origine terrestre, une fraction de la matière organique, résistante à l’acide et au chauffage, semble bien posséder une origine extraterrestre. En dépit d’une importante contamination, les HAP pourraient donc être martiens. Ce qui ne résout pas pour autant la question de leur origine …

Les HAP ne sont effectivement pas des molécules exclusivement biologiques. Ils peuvent parfaitement se former sans l’intervention de la vie, à partir d’autres composés organiques. Ainsi, les HAP d’ALH84001 auraient pu être importés sur Mars par des météorites tels que les chondrites carbonées. La lune est ainsi enrichie en matière organique par les météorites qui se sont abattues sur sa surface, et des similitudes ont d’ailleurs été notées entre les HAP d’ALH84001 et ceux présents au sein de la météorite Murchison. Selon une hypothèse similaire, les HAP retrouvés dans ALH84001 proviendraient de minuscules fragments s’échappant continuellement des deux lunes martiennes, Phobos et Deimos. Les HAP pourraient également avoir été formés par des mécanismes inorganiques.

Conclusion

Comme l’a un jour écrit Carl Sagan, des affirmations extraordinaires nécessitent des preuves extraordinaires. Depuis la publication de l’article de la NASA dans la revue Science en 1996, la météorite ALH84001 a été étudiée dans ses moindres recoins, et aucune roche terrestre n’a jamais fait l’objet d’autant d’attentions que ce morceau de lave martienne de 2 kg. Pourtant, malgré les innombrables études effectuées et la mise en œuvre d’instruments hyper-sophistiqués de microanalyse, qui n’existaient même pas lors de la découverte de la météorite dans les glaces de l’antarctique en 1984, aucune preuve concluante n’a été apportée au dossier de la vie martienne. Bien au contraire.

7 années après l’annonce de la NASA, tous les arguments avancés en faveur de la présence d’une vie microbienne dans les entrailles de la météorite ont effectivement été réfutés. Tous, sauf un, diront les optimistes. Certains des cristaux de magnétite emprisonnés au sein d’ALH84001 présentent effectivement des similitudes réellement frappantes avec les aimants naturels fabriqués par certaines espèces de terrestres. Malgré cet élément, le mystère ALH84001 ne tient plus qu’à un film, et son dénouement risque d’en décevoir plus d’un.

Pourtant, même si cette pierre martienne n’a jamais accueilli la moindre trace de vie, il serait inacceptable de se voiler la face sur l’importance des études qui ont été réalisées jusqu’à présent. Car ALH84001 nous a forcé à affronter notre ignorance. Cette météorite a provoqué une flambée d’intérêt à travers le monde pour la recherche de microfossiles dans les plus vielles roches terrestres, le développement de techniques de microanalyse toujours plus pointues et l’identification de biosignatures permettant de reconnaître avec certitude des traces de vie dans les matériaux extraterrestres. Si ALH84001 n’a pas réglé de façon définitive la question de l’existence d’une vie martienne, elle a eu l’immense mérite de nous montrer le chemin à suivre

Nuage de Tags

%d blogueurs aiment cette page :