La planète Mars détient-elle les secrets de l'origine du vivant?

Même si l'on aime imaginer des petits hommes verts, il est bien plus probable que la vie sur d'autres planètes soit microbienne. La planétologue Nathalie Cabrol nous initie à la recherche de microbes sur Mars, une chasse qui, étrangement, nous mènera aux lointains lacs de la Cordillère des Andes. Cet environnement extrême, avec son atmosphère pauvre et son sol roussi, simule la surface martienne dans son état d'antan, il y a 3,5 milliards d'années. En y examinant la survie des microbes et leurs mécanismes d'adaptation, les sondages effectués sur Mars seront plus précis, plus informés. Cette observation pourrait aussi nous aider à comprendre pourquoi certains parcours évolutifs qu'empruntent les microbes peuvent mener au génie de la civilisation, ou déboucher sur un cul-de-sac.

Vous savez, parfois

le plus important
est dans les petites choses.

Je vais essayer de vous
convaincre en 15 minutes

que les microbes peuvent
répondre à des questions comme

« Sommes-nous seuls? »

et ils peuvent nous renseigner sur la vie
dans notre système solaire

mais aussi, peut-être, au-delà.

C'est pourquoi je les poursuis dans les
endroits les plus inaccessibles sur Terre

dans des environnements
extrêmes où les conditions

sont si difficiles
qu'ils survivent à peine.

Ma survie est menacée aussi,
quand je les suis de trop près.

Voilà ce qui se passe.

Nous constituons la seule civilisation
avancée du système solaire,

mais cela ne garantit pas qu'il n'y ait
aucune vie microbienne à proximité.

En fait, les planètes et les lunes
que vous voyez ici

pourraient supporter la vie,
chacune d'entre elles,

et nous savons
que la possibilité est grande.

Et si nous trouvions de la vie
sur ces corps célestes

alors nous pourrions répondre
à des questions comme

« Sommes-nous seuls
dans le système solaire? »

« D'où vient-on? »

« A-t-on de la parenté quelque part? »

« Y a-t’il de la vie au-delà
du système solaire? »

Nous pouvons poser ces questions,
parce qu'il y a eu une révolution

dans notre compréhension
de ce qu'est une planète habitable

et maintenant,
une planète est habitable

si elle présente un endroit
où l'eau peut rester stable,

mais pour moi, c'est une définition
horizontale de l'habitabilité,

car la distance du soleil entre en jeu,

mais il y a une autre
dimension à l'habitabilité,

et c'est une dimension verticale.

Afin de bien comprendre, il faut penser

aux conditions souterraines
d'une planète très éloignée du soleil,

mais qui contient quand même
eau, énergie et nutriments,

une nourriture pour certains microbes,
ainsi qu'une protection.

En comparant avec la Terre,

au fond de l'océan,
loin de toute lumière,

la vie prospère

et n'utilise que la chimie
dans ses processus organiques

Donc, en y pensant de cette manière,
toutes les contraintes s'effondrent.

Il n'y a plus aucune limite.

Et si vous avez suivi
les dernières nouvelles,

vous savez qu'on a découvert
des océans souterrains

sur Europe, sur Ganymède,
sur Encelade, sur Titan,

et on a trouvé un geyser
et une source chaude sur Encelade.

Notre système solaire
se transforme en spa géant.

Tous ceux qui vont dans les spas

savent à quel point
les microbes aiment les spas.

(rires)

Il faut aussi penser à Mars.

Présentement, la vie est
impossible sur la surface de Mars,

mais elle existe peut-être
dans son sous-sol.

Donc, on a évolué dans notre
définition de l'habitabilité,

mais aussi dans notre compréhension

des signatures organiques sur la Terre.

On trouve des molécules organiques,

les briques qui composent la vie,

et on peut avoir des fossiles,

et aussi des minéraux, des biominéraux,

issus des réactions
entre bactéries et minéraux,

et, bien sûr, des gaz
dans l'atmosphère.

Ces petites algues vertes,
à droite sur l'écran,

sont les descendants des organismes
qui émettaient de l'oxygène

il y a 1 milliard d'années
dans l'atmosphère de la Terre.

En faisant cela, ils ont empoisonné
90 % de la vie à la surface de la Terre,

mais c'est grâce à eux
qu'on respire cet air aujourd'hui.

À mesure que notre compréhension
de ces phénomènes augmente,

il y a une question
qui demeure sans réponse.

C'est celle de nos origines.

La situation empire,

parce que nous ne trouverons
jamais de traces physiques

qui marquent notre origine
sur cette planète,

car tout ce qui est plus vieux
que 4 milliards d'années a disparu.

Les traces ont disparu,

effacées par la tectonique
des plaques et l'érosion.

C'est ce que j'appelle
l'horizon biologique de la Terre.

Au-delà de cet horizon,
on ne peut pas retracer nos origines.

Alors, est-ce que tout est perdu?
Peut-être pas.

On arrivera peut-être
à tracer l'origine de la vie

dans l'endroit le plus improbable;
cet endroit, c'est Mars.

Comment est-ce possible?

Dans les premiers temps
du système solaire,

Mars et la Terre étaient bombardées
par d'énormes astéroïdes et des comètes,

et des résidus de ces impacts
ont été projetés partout.

La Terre et Mars se sont lancé
des débris pendant très longtemps.

Des débris de Mars
ont atterri sur Terre, et vice versa

Ainsi, ces deux planètes ont pu être
ensemencées par la même matière.

Donc, oui, des organismes parents
à la vie terrestre s'y trouvent peut-être.

On peut donc aller sur Mars
et tenter de trouver nos vraies origines.

Mars pourrait détenir ces secrets.

Voilà pourquoi Mars
est si spéciale pour nous.

Pour que tout cela soit possible,

Mars devait être habitable, à un moment
où les conditions étaient adéquates.

Alors, est-ce que Mars était habitable?

Les résultats de plusieurs missions
pointent vers les mêmes résultats.

Quand la vie est apparue sur Terre,

Mars avait un océan,
avait des volcans, des lacs,

et des deltas, comme sur cette image.

Cette photo a été prise par le robot
Curiosity, il y a quelques semaines.

Elle montre les restes d'un delta,
et nous prouve une chose :

l'eau était abondante, surgissait
à la surface pendant très longtemps.

De bonnes nouvelles pour la vie. La chimie
organique prend du temps à se produire.

Ce sont de très bonnes nouvelles,

mais si on se rend sur Mars,
trouvera-t-on facilement de la vie?

Pas nécessairement.

Voilà ce qui s'est passé.

Quand la vie a explosé
sur la surface de la Terre,

tout a changé, sur Mars,

littéralement.

L'atmosphère a été dépouillée
par les vents solaires,

Mars a perdu sa magnétosphère,

et des rayons cosmiques et UV
ont bombardé la surface

et l'eau s'est échappée dans l'espace,
ou bien sous terre.

Donc, si on veut arriver à comprendre,

si on veut trouver ces traces
de signatures organiques

sur la surface de Mars,

nous devons comprendre
les impacts de ces évènements

sur la préservation des traces.

Après cela, on pourra savoir
où se cachent ces signatures organiques,

et on pourra envoyer nos robots
exactement aux bons endroits,

et sonder les rochers
qui pourraient dire quelque chose

de très important sur notre identité,

ou, sinon, nous dire que quelque part,
indépendamment,

la vie est apparue sur une autre planète.

Pour faire cela, c'est facile.

Il ne suffit que de reculer
de 3,5 milliards d'années

dans le passé d'une planète.

Il nous faut une machine
à voyager dans le temps.

Facile, non?

En fait, oui.

Regardez autour de vous; c'est la Terre.

C'est la machine qu'il nous faut.

Les géologues l'utilisent
pour visiter le passé de notre planète.

Je l'utilise un peu différemment.

Je l'utilise pour visiter
des environnements extrêmes

où les conditions étaient
similaires à celles de Mars

quand le climat s'est mis à changer,

et j'essaye de comprendre
ce qui s'est produit.

Quelles sont les signatures restantes?
Comment allons-nous les trouver?

Alors pour un instant,
je vais vous amener, avec moi,

dans un voyage à travers le temps.

Nous voilà dans les Andes,
à 4 500 mètres d'altitude,

mais en fait, nous sommes
dans le premier milliard d'années

après la formation de la Terre et de Mars.

Les deux planètes
ressemblaient beaucoup à cela;

partout, il y avait des volcans
et des lacs s'évaporant,

des minéraux, des sources chaudes,

et puis on aperçoit ces monticules,
sur le rivage des lacs.

Ils ont été construits par les descendants
des premiers organismes,

qui sont devenus les premiers fossiles.

Pour bien comprendre ce qui se passe,
il faut aller un peu plus loin.

Et l'autre intérêt de ces sites,

c'est que, comme sur Mars
il y a 3,5 milliards d'années,

le climat change très vite,
l'eau et la glace disparaissent.

Il faut qu'on retourne à cette époque
où tout a changé sur Mars,

et pour cela, il faut monter plus haut.

Pourquoi?

Parce que plus on monte,

plus l'atmosphère s'amincit,
plus elle devient instable,

la température diminue, et il y a
beaucoup plus de radiations UV.

En gros, on se rapproche de ces conditions
sur Mars, quand tout a changé.

Je n'ai jamais promis que le voyage
dans le temps serait facile.

On ne reste pas assis à ne rien faire.

Il faut tirer 1 000 livres d'équipement

jusqu'au sommet
de ce volcan de 20 000 pieds.

C'est environ 6 000 mètres.

Et il faut dormir
sur une pente de 42 degrés

et espérer qu'il n'y ait aucun
tremblement de terre.

Quand on arrive en haut,
on trouve le lac qu'on cherchait.

À cette altitude, ce lac subit
exactement les mêmes conditions

qu'il y avait sur Mars,
il y a 3,5 milliards d'années.

Maintenant, l'expédition change et
devient un voyage à l'intérieur de ce lac,

et pour cela, il faut enlever
notre équipement d'escalade

et enfiler la combinaison
de plongée, et se lancer.

Mais au moment précis
où on entre dans ce lac,

on recule de 3,5 milliards d'années
dans le passé d'une autre planète,

et là, on obtient la réponse
qu'on est venu chercher.

La vie est partout, absolument partout.

Tout ce que vous voyez ici,
ce sont des organismes vivants.

Excluons peut-être le plongeur,
mais tout le reste est vivant.

Par contre, cette photo
est très trompeuse.

La vie abonde dans ces lacs,

mais comme à plusieurs endroits
sur Terre, les climats changent

et il y a d'énormes
pertes en biodiversité.

Dans les échantillons
que nous avons ramenés,

trois espèces composaient 36 %
des bactéries présentes dans ces lacs

et ces espèces sont celles
qui ont survécu jusqu'à présent.

Voilà un autre lac,
tout près du premier.

Le rouge que vous voyez
n'est pas causé par des minéraux,

mais plutôt par la présence
d'une petite algue.

Dans cette région, le niveau
de radiation UV est très élevé.

Partout sur Terre, 11 est considéré
comme un niveau extrême.

Pendant une tempête UV, là-bas,
l'index UV atteint 43.

Votre écran solaire ne vous
sera d'aucune utilité là-bas.

et l'eau est tellement
transparente dans ces lacs

que l'algue n'a nulle part où se cacher,
et elles développent leurs propres

écrans solaires,
et c'est le rouge que vous voyez.

Mais leur adaptation n'est pas parfaite

et quand toute l'eau a quitté la surface,

les microbes n'ont plus qu'une option :

ils se réfugient sous terre.

Et ces microbes,
les rochers que vous voyez ici,

les microbes demeurent
à l'intérieur de ces rochers

et ils utilisent
la translucidité des rochers

pour tirer profit des rayons UV

en rejetant la part qui pourrait
endommager leur ADN.

On entraine nos robots à rechercher
la vie sur Mars dans de tels endroits

parce que s'il y avait une vie
sur Mars il y a 3,5 milliards d'années,

elle devait utiliser la même
stratégie pour se protéger.

Maintenant, c'est assez évident

qu'étudier des environnements
extrêmes aide grandement

pour l'exploration de Mars
et la préparation de missions.

Jusqu'ici, cela nous a aidé
à comprendre la géologie de Mars.

On a aussi pu comprendre le climat
ancien de Mars, et son évolution,

mais aussi son potentiel d'habitabilité.

Notre dernier robot a découvert
des traces de molécules organiques.

En effet, il y a des molécules
organiques à la surface de Mars.

On a aussi découvert
des traces de méthane.

Et on ne sait pas encore si ce méthane

a une origine géologique ou biologique.

Peu importe. Ce qu'on sait,
c'est que grâce à cette découverte,

l'hypothèse que la vie
soit encore présente sur Mars

reste une hypothèse viable.

Je crois avoir réussi à vous convaincre
que Mars est un cas très spécial,

mais ce serait faux de dire
que Mars soit le seul lieu

du système solaire où l'on puisse
trouver une vie microbienne.

La raison étant que la vie sur Mars et la
Terre pourrait provenir de la même racine,

mais quand on dépasse Mars,
l'affaire se complique.

Les mécaniques célestes rendent difficiles

les échanges de matière entre planètes,

donc, si on découvrait
une vie sur ces planètes,

elle serait différente de la nôtre.
Ce serait un autre type de vie.

Donc, il n'y a peut-être que nous,

ou seulement nous, et Mars,

ou bien plusieurs foyers d'origines
dans le système solaire.

Je ne connais pas la réponse,
mais je peux vous dire ceci :

Peu importe le résultat,
peu importe la réponse à l'équation,

on aura un standard

avec lequel on pourra
mesurer le potentiel de vie,

l'abondance et la diversité
au-delà de notre système.

Cela peut être accompli
par notre génération.

Cela peut constituer notre héritage,
à condition qu'on ose explorer.

Donc, finalement.

Si quelqu'un vous dit qu'étudier
les microbes étrangers est ennuyeux

parce qu'on ne peut pas parler
de philosophie avec eux,

je vais vous montrer pourquoi
ils ont tort, et comment leur dire.

La matière organique
va vous renseigner

à propos de l'environnement,
de la complexité et de la diversité.

L'ADN, ou tout autre transporteur
d'information, parle d'adaptation,

d'évolution, de survie,
des changements planétaires

et des transferts d'informations.

Tous ensemble, ils nous montrent

ce qui provient d'un parcours évolutif

et pourquoi ce parcours
peut parfois aboutir à une civilisation

ou encore à rien du tout.

Regardez le système solaire,
et regardez la Terre.

Sur Terre, il y a plusieurs
espèces intelligentes,

mais une seule a atteint la technologie.

Ici, dans l'évolution
de notre système solaire,

il y a un message très important,

qui dit comment rechercher
la vie extraterrestre, petite et grande.

Donc, oui, les microbes parlent
et nous écoutons,

et ils nous emmènent,

une planète à la fois,
une lune à la fois,

vers leurs grands frères, quelque part.

Et ils nous parlent de diversité,

de l'abondance de la vie,

et ils nous racontent comment
cette vie a survécu jusqu'ici

pour atteindre l'état de civilisation,

l'intelligence, la technologie
et en effet, la philosophie.

Merci.

(applaudissements)