Mars, le dieu de la guerre

Exploration de l'écosystème martien (VII)

En 1971, comme en 1877, Mars était à nouveau en opposition avec la Terre et nombreux furent les astronomes qui délaissèrent leurs observations routinières pour observer Mars durant quelques semaines dans de meilleures conditions. Ce fut également à cette époque que les Américains lancèrent leurs premières sondes d'exploration vers la planète Rouge.

Avant cette date et avant les résultats de la mission Mariner 9, l'exobiologiste Carl Sagan[15] pensait que les grands changements climatiques que l'on observait sur Mars avaient pu, voici 25000 ans, provoquer l'émergence d'eau liquide dans certains canyons. Le phénomène pouvait être renforcé par des périodes de précession glaciaire, comme nous en connaissons actuellement sur Terre, où la calotte polaire boréale s'étend assez loin vers les régions tempérées. A l'inverse, l'hémisphère Sud reste relativement épargnée. 

Il y a 25000 ans, l'hémisphère Sud de Mars avait très bien pu connaître une période estivale, durant laquelle de l'eau coula en abondance à sa surface, remplissant oueds, canaux et torrents d'un liquide cristallin qui se déversa dans le rift de Copratès. Sagan considérait qu'un cycle d'hibernation de 25000 ans devait permettre à certains organismes de survivre aux rigueurs de l'hiver martien. Mais évidemment, "nous arriverions sur Mars 12000 ans trop tôt - ou trop tard", ce que confirmèrent récemment les principaux acteurs des programmes Viking, Mars Global Surveyor et autre Mars Exploration Rover.

L'objectif des missions Viking fut de découvrir des traces de métabolisme, d'humecter par exemple les organismes potentiels de façon à vérifier s'ils reprenaient vie ou dégagaient les produits d'une quelconque activité biologique. Comme je l'ai décrit dans le dossier consacré à la bioastronomie, en 1976 les quatre expériences embarquées à bord des sondes Viking n'ont rien révélé, ou plutôt si, et même de trop, car les résultats des quatre expériences furent contradictoires.

Carl Sagan en 1994 et un observateur inattendu examinant la sonde Viking. Ilustration de David H.Hardy. L'exobiologiste et fervent défenseur de la vie extraterrestre pensait que les grands changements climatiques qu'on pouvait observer sur Mars avaient pu, voici 25000 ans, provoquer l'émergence d'eau liquide dans certains canyons. Il pensait aussi que certains organismes auraient pu survivre aux rigueurs de l'hiver martien et hiberner jusqu'à aujourd'hui. Sommes-nous arrivé trop tôt ou trop tard sur Mars ?

Puis un événement inattendu se produisit en 1996. Les chercheurs Richard Zare de l’Université de Stanford et David McKay de la NASA découvrirent en Antarctique une météorite de plus d’origine martienne, une SNC baptisée ALH84001. Ils estimèrent qu'elle tomba il y a environ 13000 ans après avoir été éjectée de la surface martienne suite à un gigantesque impact météoritique.

Après analyse l’échantillon semblait contenir de petits fossiles d’êtres unicellulaires et des débris chimiques apportant des traces tangibles que la "cellule" en question métabolisait. Pour la première fois, ils annonçaient haut et fort avoir la preuve qu’il exista, dans le passé, une forme de vie élémentaire sur Mars[16]. Cela renforça l’opinion des exobiologistes qui pensent que la vie, malgré qu’elle soit un état très complexe de la matière, n’est peut-être pas aussi rare qu’on le pensait jusqu’alors. Mais certains chercheurs refusèrent cependant de croire en cette éventualité, rien selon eux ne prouvant l’origine biologique des soi-disant fossiles, pas plus que l'origine martienne de la météorite.

La question de savoir si la vie existe encore sur Mars reste donc ouverte dans l'esprit des exobiologistes. Comme le disait Schklovsky, "le jour viendra où nous pourrons soulever enfin le voile qui dissimule le mystère, et répondre à la question : Mars est-il habité ?"

Mais à côté des relevés effectués sur le terrain ou sur les météorites SNC, il restait en suspens la question des fameux "canaux martiens". Parmi les 7232 photographies retransmises par Mariner 9, quelques unes permirent de trouver quelques corrélations entre les canaux de Schiaparelli et de Lowell et les véritables formations géologiques martiennes. Mais la plupart des structures observées au télescope furent en fait intégrées par la vision qui traduisait les points successifs alignés par un canal rectiligne.

Mars hier et aujourd'hui

Un siècle de sciences et de techniques séparent ces deux images. A gauche un dessin de Mars exécuté en 1909 par Antoniadi. Noter la structure en léopard dans Mare Tyrrhenum. A cette époque Mars présentait un disque appréciable de 23.8". A comparer avec l'image de droite prise par le Télescope Spatial Hubble en 1999 et disposée sur une projection Mollweid. Bien que situé en opposition Mars présentait un diamètre de 16.2" seulement. Le dessin correspond à la partie gauche de l'hémisphère photographiée par Hubble. Cliquer sur l'image de droite pour l'agrandir sur laquelle figure des détails inférieurs à 100 km. Documents U.Arizona et NASA/STCSI.

Les seules exceptions qui trouvent une explication réelle concernent certaines vallées martiennes et les grands bassins. Ainsi l'immense cañon de Valles Marineris et Copratès Chasma (60°) qui résident à la limite de la résolution depuis la Terre peuvent être traduits par un "canal d'irrigation". Quelques zones sombres parmi les "zones vertes" de Lowell coïncident avec des régions accidentées ou des bassins, comme la chaîne de montagne de Ceraunius qui se superpose au tracé d'un "cours d'eau" ou le triangle sombre de Nilosyrtis Mensae qui se prolonge par la zone claire de Syrtis Major Planitia (290°). Les zones claires sont plus facilement reconnaissables, comme le bassin de Hellas (290°) et les grandes plaines boréales de Vastitas.  

Mais paradoxalement, les taches sombres de Lowell s'éclaircissent en été et s'assombrissent en hiver. Elles sont de colorations diverses, allant du brun au vert, celles de la région équatoriale étant plus sombres que celles disposées près des pôles. On ne peut donc pas considérer que ces taches représentent de la végétation, comme le supposait Flammarion au XIXeme siècle, surtout qu'elles changent parfois sporadiquement de couleur et de forme.

Pas de Petits Hommes Verts ni même de papillons

Quand bien même certains penseraient toujours que Mars se couvrirait de végétation en été ou que des Petits Hommes Verts pulluleraient à sa surface, un écologiste débutant connaissant un tant soit peu la thermodynamique pourrait leur démontrer le contraire.

En 2004, Margaret Turnbull de l'Observatoire Steward de l'Université d'Arizona et Seth Shostak de l'Institut SETI ont étudié la quantité d'énergie nécessaire afin qu'une plante ou un animal survive dans les conditions de Mars. Comme on s'y attendait leur résultat est très pessimiste pour les fervents défenseurs des Petits Hommes Verts.

En effet, si nous prenons une analogie avec la Terre, son bilan énergétique en dit long sur la survie des végétaux et de la chaîne alimentaire qui en dépend. Sur 100 watts d'énergie frappant une surface d'1m2 de feuillage ou d'herbe (ce qui est différent de la quantité d'énergie solaire totale atteignant le sommet de l'atmosphère terrestre), seuls quelque 35% sont réellement absorbés. Rien que le fait que le feuillage soit vert signifie qu'une partie du rayonnement n'est pas absorbé, sinon les feuilles seraient noires.

Mais pire encore, les réactions de photosynthèse qui en découlent grâce aux chloroplastes sont si peu efficaces qu'environ le quart de cette énergie seulement est réellement transformée en sucres. D'une énergie de 100 watts disponible par une journée ensoleillée, seuls quelque 8% finissent comme nourriture dans les plantes. Toutes nos prairies produisent donc à peine autant d'énergie que la dynamo d'un vélo.

Si vous êtes de la mousse accrochée à un rocher ou même un arbrisseau, c'est suffisant. Les autres éléments nécessaires à votre survie se trouvent dans la terre ou dans l'air. Vous ne devez pas, et ne pouvez pas, courir le pays à la recherche de nourriture, d'eau ou d'oxygène. Mais pour un petit insecte comme un papillon par exemple de telles conditions sont intolérables et mettent sa survie en danger. Pour battre des ailes comme il le fait il a besoin de bien plus d'énergie.

Malheureusement le terreau de Mars est stérile et sec. Il n'a plus été couvert d'eau ni de nutriments, si jamais il en eut, depuis quelques milliards d'années et son atmosphère est si ténue que l'air est pour ainsi dire à l'état de trace voire inexistant. Concrêtement si vous essayez de faire pousser une plante sur Mars, elle mourra désséchée dans les heures qui suivent et brûlée par les rayons ultraviolets du Soleil. Il lui faudrait un milieu moins hostile en commençant par de l'eau et une bonne protection anti-UV.

Si une plante résistance aux UV pourrait survivre sur Mars à condition d'avoir de l'eau et de résister aux froids polaires qu'il y règne, un animal aussi grand qu'un être humain ne pourrait pas se contenter d'un bilan énergétique aussi faible. Tout adulte a besoin d'au moins 2000 calories par jour. Si vous faites la conversion en unités plus simples, cela correspond à une énergie d'environ 100 watts (100 J/sec), et ce 24 heures par jour et non pas uniquement durant la période diurne...

Malheureusement même si vous êtes une plante, vous n'êtes pas carnivore ou omnivore et vous obtenez exclusivement votre énergie à partir de la photosynthèse. En d'autres termes chaque mètre carré de votre corps n'absorbe que 8 watts d'énergie. La plupart d'entre nous ont un épiderme qui couvre environ 3 m2, dont grosso-modo la moitié se trouve à l'ombre une partie de la journée (et plus encore si vous portez des vêtements). Vous vous retrouvez donc avec une énergie assimilable d'environ 12 watts durant la journée, presque dix fois inférieure à votre consommation. Pour trouver l'énergie complémentaire et satisfaire votre métabolisme vous n'avez pas d'autre alternative que de soit rester au Soleil en permanence au risque de dépérir soit de cuire des aliments durant trois semaines.

La nourriture des dieux

Il n'est donc peut-être pas raisonnable d'exiger d'un gros animal mobile d'obtenir directement sa nourriture à partir de la transformation de l'énergie solaire; il est condamné à mourir en l'espace de quelques mois. 

Considérons alors un plus petit animal comme un colibri. C'est un oiseau très actif qui consomme environ 8 calories par jour, soit 0.5 watt.

Pour obtenir cette énergie durant les 8 heures de photosynthèse quotidienne, ce petit oiseau a besoin d'une surface collectrice de 0.3 m2. Pour une créature qui ne mesure que 10 cm de long toutes ailes déployées, cela nécessiterait qu'il ait une envergure de 3 mètres. Cela le transformerait en l'un des plus féroces prédateurs. Or il est minuscule et inoffencif. Comment survit-il ?

Les animaux sont assez intelligents pour rester à l'ombre et laisser les plantes au Soleil toute la journée pour qu'elle fabrique suffisamment d'énergie. 

Le colibri à gorge rouge, Archilochus colubris. Document Fernbank.

Le petit colibri passe ensuite quelques minutes à travailler laborieusement, puisant le nectar parfumé et riche en sucre des plus belles fleurs pour satisfaire son métabolisme. Tout n'est qu'une question de transformation d'énergie et vous pouvez être certains que beaucoup d'extraterrestres adopteront la même stratégie. Malheureusement Mars est loin d'être un paradis, même pour un colibri ou son lointain cousin, le papillon.

Mars est bel et bien morte ainsi que va nous le confirmer le verdict de l'exploration spatiale.

Prochain chapitre

Le verdict de l'exploration spatiale

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[15] C.Sagan, "Cosmic Connection", Doubleday, 1973, p132.  

[16] D.McKay et al., Science, 273, 1996, p864, p924 - M.Grady et al., Nature, 382, 1996, p575.


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