La NASA a établi des plans pour envoyer des gens sur Mars dans les années 2030, mais ne vous attendez pas à ce que ces visiteurs de la planète rouge aménagent la sphère rocheuse avec des produits frais comme le fait l’astronaute et botaniste Mark Watney dans « The Martian ». »
(Alerte spoiler) Dans le film, lorsque Watney (joué par Matt Damon) s’échoue sur Mars, il plante des pommes de terre dans une serre en utilisant le sol martien et ses propres « déchets métaboliques ». Et ça marche : Il parvient à rester en vie pendant plus d’un an en se nourrissant essentiellement de pommes de terre.
Bien que « The Martian », sorti en salles vendredi dernier (2 octobre), soit assez réaliste, faire pousser de la nourriture sur Mars ne se déroulerait pas exactement comme décrit sur le grand écran. Et il faudrait des centaines d’années avant que la planète rouge puisse être cultivée sans serres protectrices, selon Paul Sokoloff, botaniste au Musée canadien de la nature.
Les défis de l’agriculture martienne
Le sol martien est dépourvu des nutriments que l’on trouve dans le sol terrestre, et il est également fin, ce qui signifie que l’eau s’infiltrerait probablement à travers lui beaucoup plus rapidement que sur Terre. L’utilisation de caca humain ou d’autres engrais pourrait fournir un apport rapide de nutriments, tels que l’azote, et pourrait également modifier la texture du sol afin qu’il s’accroche à l’eau plus longtemps, a déclaré Sokoloff, qui était membre de l’équipage l’année dernière à la station de recherche du désert de Mars à Hanksville, dans l’Utah.Le sol terrestre reçoit son azote de l’atmosphère, mais l’azote atmosphérique est sous une forme qui n’est pas facile à utiliser pour les plantes. Pour transformer l’azote en une meilleure « nourriture » pour les plantes, les bactéries le « fixent ».
« Sur Terre, une grande partie de l’azote de notre sol est fixée par des bactéries qui résident dans les racines de diverses plantes, comme les légumineuses », a déclaré Sokoloff à Live Science. « À long terme, vous voudriez un moyen de fixer l’azote dans le sol là-bas. »
Le sol martien est également parsemé de produits chimiques méchants appelés perchlorates, qui devraient être éliminés chimiquement pour que les plantes puissent y pousser, a déclaré Sokoloff.
Et puis il y a la gravité. Mars a environ un tiers de la gravité de la Terre. Bien que des expériences aient montré que certaines plantes peuvent pousser relativement normalement en microgravité sur la Station spatiale internationale (ISS), il n’y a vraiment aucun moyen d’imiter la « gravité-lite » de la planète rouge.
« Les plantes utilisent la gravité comme un moyen de s’orienter, de sorte que certaines espèces de plantes peuvent ou non être confondues », a déclaré Sokoloff.
Par exemple, des semis de saule emmenés jusqu’à l’ISS ont poussé de manière tordue car, en microgravité, ils n’ont jamais développé leur « axe racine-pousse » d’orientation, a expliqué Sokoloff.
Une étude de 2014 publiée dans la revue PLOS ONE a montré que les tomates, le blé, le cresson et les feuilles de moutarde ont particulièrement bien poussé, et ont même fleuri et produit des graines, dans un sol martien simulé pendant 50 jours, sans aucun engrais. En fait, ces plantes rustiques ont même mieux poussé dans le sol martien ou « régolithe » que dans le sol de rivière de la Terre, pauvre en nutriments.
Pour déterminer quels ingrédients alimentaires apporter réellement sur Mars, les scientifiques doivent trouver un compromis entre la densité nutritionnelle d’une culture, les ressources nécessaires pour les faire pousser et le temps de germination. Les scientifiques peuvent faire pousser de la laitue à bord de l’ISS à titre de démonstration, mais « l’homme ne peut pas vivre uniquement de laitue », a déclaré Sokoloff.
Au lieu de cela, les gens ont suggéré des cultures telles que les radis et les fraises comme de meilleures collations martiennes, a-t-il dit. (Les calculateurs ont déterminé qu’il faudrait en fait moins de carburant pour envoyer simplement des aliments préfabriqués, plutôt que les ingrédients nécessaires à l’agriculture, pour les visites initiales à court terme, a déclaré Sokoloff.)
Simuler les conditions martiennes
Avant que le projet d’agriculture martienne ne soit lancé, les humains auraient besoin d’en savoir beaucoup plus sur la façon dont les plantes pousseront. C’est une partie du raisonnement derrière les simulations de l’environnement martien, comme la station de recherche sur le désert de Mars.
Les scientifiques y ont tout cultivé, des plantes indigènes du désert à l’orge et au houblon, dans le sol martien simulé de la station. Le sol, appelé Johnson Space Center Simulant I, est produit à l’aide de roches et de sols terriens basés sur des échantillons de sol martien provenant des atterrisseurs Viking des années 1970.
Et des chercheurs de l’Université de Guelph au Canada font pousser des plantes dans des chambres à basse pression, ou hypobares, pour imiter l’atmosphère ténue de Mars. L’équipe expose les plantes à une foule de conditions difficiles – y compris des niveaux variables de dioxyde de carbone, de pression, de chaleur, de lumière, de nutrition et d’humidité – pour voir quelles plantes sont assez rustiques pour survivre aux conditions martiennes en dehors d’une serre autonome à air contrôlé, a rapporté The Star.
Renforcer la planète rouge ?
Cultiver des plantes dans les éléments martiens, et non dans une serre à température et air contrôlés, serait beaucoup plus difficile, a déclaré Sokoloff.
« Certaines personnes ont dit que nous devrions rendre Mars plus semblable à la Terre », a déclaré Sokoloff. « Ce n’est pas quelque chose à prendre à la légère. C’est du domaine de la science-fiction, c’est sûr. »
Et même si les gens décidaient qu’il est éthiquement acceptable de « terraformer » Mars, il faudrait des centaines d’années avant que la mince atmosphère martienne puisse être transformée en un berceau riche en oxygène pour la vie.
Pour construire cette atmosphère, les explorateurs devraient ensemencer le sol martien bourré de cyanobactéries, de lichens et de microbes producteurs d’oxygène, et il faudrait des centaines d’années pour qu’ils produisent suffisamment d’oxygène et d’azote pour une atmosphère. Ce n’est pas si mal, si l’on considère qu’il a fallu des centaines de millions d’années pour que les niveaux d’oxygène de la Terre se stabilisent. (Il est concevable que les gens puissent manger les cyanobactéries entre-temps, bien que ces minuscules organismes ne soient pas réputés pour leur goût, a dit Sokoloff.)
Pendant que les microbes étaient occupés à créer une atmosphère, le vent solaire soufflerait constamment cette atmosphère, car Mars n’a pas de magnétosphère (un champ magnétique pour protéger la planète du rayonnement solaire), a-t-il dit.
Même si les gens pouvaient comprendre comment générer de l’atmosphère plus rapidement qu’elle ne se dissipe, les hivers martiens peuvent atteindre un froid glacial de moins 207 degrés Fahrenheit (moins 133 degrés Celsius). Il est possible que les gens puissent façonner une atmosphère avec des gaz à effet de serre qui emprisonnent la chaleur, mais Mars est tout simplement plus éloignée du soleil que la Terre, de sorte qu’elle serait toujours probablement plus froide que notre planète en moyenne, a déclaré Sokoloff.
Suivez Tia Ghose sur Twitteret Google+. Suivez Live Science @livescience, Facebook &Google+. Article original sur Live Science.