Aujourd’hui, Mars est froide et sèche, mais il y a 3,8 à 3,6 milliards d’années, des périodes chaudes et humides s’y installaient apparemment par intermittence. L’une des causes du réchauffement pouvait être des émissions d’hydrogène, qui pénétrait dans l’atmosphère lors de la chute de météorites, d’éruptions volcaniques et de réactions chimiques dans les roches.
L’étude des scientifiques de l’Institut des sciences de Tokyo, de l’Université Tohoku et d’autres organisations a été publiée dans The Planetary Science Journal. Les auteurs ont combiné un modèle chimique de l’atmosphère avec un modèle climatique global de l’ancien Mars et ont vérifié une version plus détaillée d’une hypothèse antérieure, qui avait auparavant été évaluée à l’aide de modèles simplifiés avec des valeurs moyennes pour toute la planète.
Ils sont partis d’une atmosphère deux fois plus dense que celle de la Terre, dominée par le dioxyde de carbone et contenant 6 % d’hydrogène. Les calculs ont montré que la quantité de formaldéhyde tombant à la surface variait d’une région à l’autre d’environ 100 fois, et que le principal facteur était la vapeur d’eau : dans un air humide, les ultraviolets détruisaient plus activement les molécules d’eau et déclenchaient une chaîne de réactions.
La pluie transportait le formaldéhyde ainsi formé vers la surface et dans les plans d’eau, où il pouvait se transformer en composés organiques plus complexes. La neige participait presque pas à ce processus, car les flocons de neige retiennent le formaldéhyde 10 à 100 fois moins bien que les gouttes de pluie.
Selon le modèle, c’est l’hémisphère nord, où se trouvait alors probablement un océan, qui en recevait le plus, et les maxima coïncidaient avec les hauts plateaux volcaniques de Tharsis et d’Elysium. Là, l’air, en remontant les pentes, se refroidissait et se déversait en pluies, et la chute de formaldéhyde atteignait environ 50 mg par mètre carré et par an — soit environ dix fois la moyenne planétaire.
Les auteurs ont également évalué les sites d’atterrissage des rovers martiens : dans le cratère Gale, où Curiosity a trouvé des composés organiques dans d’anciennes roches sédimentaires, et dans le cratère Jezero, où Perseverance a détecté des signes de tels composés, les valeurs se sont révélées inférieures à la moyenne. En revanche, les montagnes au sud du cratère Gale recevaient beaucoup de formaldéhyde, et les rivières alimentées par des eaux souterraines pouvaient l’y transporter ; l’un des secteurs les plus riches, selon le modèle, était le site d’atterrissage du rover chinois « Zhurong », qui ne dispose pas d’instruments pour rechercher de la matière organique.
Les chercheurs soulignent que leurs calculs montrent uniquement l’apport de formaldéhyde à la surface, et non la quantité qui a pu se conserver jusqu’à nos jours. Pour rechercher des traces de l’évolution chimique ancienne et d’une éventuelle apparition de la vie, ils proposent de choisir des bassins situés près de régions constamment humides, où la substance pouvait s’accumuler et se concentrer lors de l’évaporation de l’eau.
Si l’on compare la matière organique provenant de régions à fort et à faible apport de formaldéhyde, on pourra comprendre quelle part d’entre elle a une origine atmosphérique. Selon les auteurs, de futures missions aideront à vérifier ces conclusions.
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