Une nouvelle étude avance que les décharges électriques générées lors des tempêtes de poussière martiennes expliqueraient de mystérieux déséquilibres chimiques et isotopiques. Cette découverte réécrit l’histoire de la formation de substances clés – et dangereuses – sur Mars.
La chimie des autres mondes ne ressemble pas toujours à celle de la Terre. Ici, de nombreux processus sont bien compris et reposent souvent sur l’eau et la chaleur. Mars, en revanche, manque de l’une comme de l’autre en quantités significatives, ce qui a fait de l’origine de certains de ses composés chimiques un sujet de débat persistant au sein de la communauté scientifique.
Un nouveau travail dirigé par Alian Wang et Neil Sturchio, chercheurs respectivement à l’université Washington de Saint-Louis et à l’université du Delaware, propose un cadre inédit pour comprendre comment se produisent les réactions chimiques sur la planète rouge. L’étude a été publiée récemment dans la revue Earth and Planetary Science Letters et met en lumière un acteur inattendu, mais familier pour les Terriens : l’électricité.
L’énigme des isotopes absents
Depuis des années, différents rovers et orbiteurs ont détecté à la surface martienne un déséquilibre isotopique frappant. En termes simples, il s’agit d’une proportion anormale entre différents isotopes d’un même élément. Sur Mars, les isotopes dits « lourds » d’éléments courants comme le chlore, l’oxygène et le carbone apparaissent en quantités inférieures à celles prévues par les valeurs naturelles attendues.
Le cas le plus marqué est celui du chlore-37, qui s’avère moins abondant de 51 parties pour mille que prévu. Ce chiffre est loin d’être anodin : le chlore est un composant central des perchlorates, des composés hautement toxiques qui représentent l’un des principaux obstacles à la possibilité de maintenir une vie — humaine comprise — sur Mars à long terme. Comprendre l’origine de ce déséquilibre est essentiel pour envisager comment en atténuer l’impact.
Les déséquilibres observés pour le carbone (11,4 parties pour mille) et l’oxygène (22,8) sont moins extrêmes, mais tout aussi importants. Tous deux interviennent dans la formation des carbonates, des minéraux qui, pendant des décennies, ont été interprétés comme des preuves de l’existence passée d’eau liquide à la surface martienne.
Tempêtes de poussière et étincelles chimiques
Alors, qu’est-ce qui provoque ces déséquilibres ? La réponse, selon l’étude, se trouve dans les célèbres tempêtes de poussière de Mars. Ces phénomènes, qui peuvent recouvrir d’immenses étendues de la planète à certaines saisons, génèrent des tourbillons rappelant des tornades miniatures.
Lorsque la poussière s’élève et que les particules entrent en collision, une accumulation de charge électrostatique se produit, semblable à celle générée lorsqu’on frotte un ballon contre des cheveux. Dans l’atmosphère ténue de Mars, cette charge dépasse facilement le seuil diélectrique, donnant lieu à de petites décharges électriques, connues techniquement sous le nom de décharges électrostatiques (ESD).
Selon les auteurs, ces étincelles microscopiques constitueraient le moteur de l’un des principaux cycles chimiques de la planète.
Des perchlorates sans eau
Pour le vérifier, l’équipe a construit plusieurs chambres expérimentales, dont la Planetary Environment and Analysis Chamber (PEACh), conçues pour simuler les conditions martiennes. Les chercheurs y ont étudié la manière dont des sels courants sur Mars réagissent à l’électricité générée lors des tempêtes de poussière.
Le résultat est sans appel : les ESD produisent des électrons de haute énergie qui interagissent avec le dioxyde de carbone de l’atmosphère martienne, générant des radicaux réactifs comme le CO et l’O. Ceux-ci se déposent ensuite sur les sels de chlorure du sol, les oxydent et transforment le chlore en perchlorates. Ce processus explique leur origine, sans qu’il soit nécessaire de faire intervenir de l’eau liquide.
Un phénomène similaire se produirait avec les carbonates, traditionnellement associés à des environnements humides. L’étude suggère qu’ils peuvent eux aussi se former à partir de simples décharges électriques lors des tempêtes de poussière.
Implications pour l’exploration future
Les données obtenues correspondent mieux aux observations réalisées à la fois in situ et depuis l’orbite, en particulier à la moindre présence d’isotopes lourds. Les décharges agiraient comme un « filtre », favorisant la participation d’atomes plus légers dans les réactions chimiques détectées par des missions comme Curiosity ou ExoMars.
Au-delà de Mars, ce mécanisme pourrait également être à l’œuvre sur d’autres corps du Système solaire, comme Vénus, certains géants gazeux ou même la Lune. Mais il s’accompagne aussi d’un avertissement clair : les perchlorates continuent de se former aujourd’hui. Ce n’est pas un obstacle insurmontable pour l’exploration humaine, mais bien un risque qu’il faudra prendre en compte.
Et l’histoire ne s’arrête pas là. Les auteurs annoncent déjà de futurs travaux sur la manière dont ces étincelles invisibles pourraient façonner la chimie d’autres mondes. Mars, une fois de plus, nous oblige à repenser ce que nous pensions savoir.
Référence de l'article :
Neil C. Sturchio, et. al. Isotope effects (Cl, O, C) of heterogeneous electrochemistry induced by Martian dust activities. Earth and Planetary Science Letters, Volume 676, 2026, 119784, ISSN 0012-821X, https://doi.org/10.1016/j.epsl.2025.119784.
