Les scientifiques ont mis en garde pendant des décennies contre les effets mortels du changement climatique d’origine humaine sur la Terre. Et selon une nouvelle étude, Mars pourrait offrir un exemple des dommages qui peuvent survenir à la vie elle-même à cause de l’effet de serre.
L’environnement des premiers jours de Mars, il y a environ 3,7 à 4,1 milliards d’années, était probablement favorable à la vie, en particulier à de simples organismes microbiens qui consommaient de l’hydrogène et du dioxyde de carbone et libéraient du méthane. Ces types de microbes sont courants sur Terre aujourd’hui, vivant dans des environnements extrêmes tels que les évents hydrothermaux le long du fond de l’océan.
Mais cette méthode de consommation est aussi ce qui a pu conduire à la disparition des formes de vie, ont découvert les scientifiques, car elles produisaient tellement de déchets de méthane qu’elles auraient pu déclencher un « événement de refroidissement global ». Dans une étude publiée lundi dans la revue Nature Astronomy, les scientifiques ont déclaré qu’un tel événement de refroidissement aurait mis fin aux conditions chaudes potentielles et compromis la capacité de la vie à survivre à la surface de Mars.
Comment en sont-ils arrivés à une telle découverte ? Des chercheurs de l’Université d’Arizona ont créé des scénarios hypothétiques d’écosystèmes martiens en utilisant des modèles de la croûte, de l’atmosphère et du climat de Mars, ainsi qu’un modèle écologique de microbes producteurs de méthane.
Ce qu’ils ont découvert, c’est que le début de Mars était plus chaud et plus humide que les conditions froides et sèches pour lesquelles il est connu aujourd’hui, ce qui rendait l’hydrogène initialement abondant dans l’atmosphère martienne. Selon un communiqué de presse de l’Université de l’Arizona, de telles conditions auraient fourni une « abondance » de nourriture aux microbes il y a environ 4 milliards d’années.
« Nous pensons que Mars était peut-être un peu plus froide que la Terre à l’époque, mais pas aussi froide qu’elle l’est maintenant, avec des températures moyennes oscillant très probablement au-dessus du point de congélation de l’eau », a déclaré le professeur d’université et auteur de l’étude, Régis Ferrière. « Alors que Mars actuel a été décrit comme un glaçon recouvert de poussière, nous imaginons Mars primitif comme une planète rocheuse avec une croûte poreuse, trempée dans de l’eau liquide qui a probablement formé des lacs et des rivières, peut-être même des mers ou des océans. »
Son équipe a réalisé un modèle de la croûte martienne, avec de la roche et de l’eau salée et des gaz atmosphériques se diffusant dans le sol. Dans un tel environnement, les microbes auraient pu prospérer dans les « quelques centaines de mètres supérieurs » de la croûte de Mars, ont déclaré les chercheurs.
Mais cette population prospère ne pouvait pas durer, ont découvert les scientifiques, à cause de tout le méthane produit par les microbes. En « quelques dizaines ou centaines de milliers d’années », l’atmosphère de Mars aurait été « complètement modifiée » alors que la planète rouge a connu un refroidissement global, a déclaré Boris Sauterey, l’auteur principal de l’étude.
Le refroidissement a été provoqué par un effet de gaz à effet de serre. L’hydrogène et le dioxyde de carbone ont travaillé ensemble pour maintenir la chaleur de la planète, mais comme le méthane prenait essentiellement la place de l’hydrogène, le piégeage de la chaleur est devenu plus difficile, permettant à la planète de se refroidir.
« Le problème auquel ces microbes auraient alors été confrontés est que l’atmosphère de Mars a pratiquement disparu, complètement amincie, de sorte que leur source d’énergie aurait disparu et qu’ils auraient dû trouver une autre source d’énergie », a déclaré Sauterey. « En plus de cela, la température aurait beaucoup baissé, et ils auraient dû s’enfoncer beaucoup plus profondément dans la croûte. Pour l’instant, il est très difficile de dire combien de temps Mars serait restée habitable. »
L’étude note que sa modélisation sous-estime probablement l’effet de refroidissement global, car elle ne prend pas en compte l’augmentation de l’albédo ou la capacité des surfaces à réfléchir la lumière du soleil. Plus il y a de glace présente, par exemple, plus les rayons du soleil pourraient être réfléchis loin de la surface de Mars, gardant les températures plus fraîches. Ce processus est ce qui contribue également au réchauffement de la Terre à mesure que la glace de mer fond, permettant à plus de lumière d’être absorbée dans les océans profonds et sombres.
« Cette rétroaction supplémentaire aurait pu amplifier l’impact atmosphérique direct de la méthanogenèse sur le climat de Mars et déclencher une glaciation mondiale », indique l’étude. « Bien que la quantification de cet effet justifie un développement plus poussé des modèles climatiques de Mars, le mécanisme en lui-même indique la possibilité que les rétroactions vie-environnement puissent compromettre l’habitabilité à l’échelle planétaire. »
Le scénario sur Terre n’est pas exactement le même, bien sûr, bien qu’un effet de serre soit observé ici aussi.
Contrairement à Mars, l’atmosphère de la Terre est principalement constituée d’azote, avec une plus petite fraction constituée d’oxygène. Ces molécules interagissent différemment de celles de l’atmosphère de Mars, c’est pourquoi lorsque le méthane est libéré sur Terre, il retient la chaleur sur la planète. L’effet de serre sur Terre n’est pas causé par des microbes mais par des personnes qui brûlent des combustibles fossiles.