vignette|Portion de sol riche en minéraux de type silicate découverte par le rover Spirit, qui prouve que par le passé de l'eau à l'état liquide a existé à la surface de Mars.
La possibilité de vie sur la planète Mars est une hypothèse historique formulée en raison de la proximité et des similitudes entre cette planète et la Terre. Aucune preuve d'une vie présente ou passée sur Mars n'a été découverte. Les premières investigations sérieuses à ce sujet datent du et se poursuivent aujourd'hui, notamment à l'aide des missions d'explorations in situ. Car, bien que les « Martiens » constituent un élément récurrent dans les divertissements populaires tels que le cinéma et la bande dessinée, la présence de vie sur Mars, actuelle ou passée, reste une question ouverte.
Premières spéculations thumb|left|Carte de Mars par Giovanni Schiaparelli. thumb|left|Les canaux martiens d'après Lowell.
Si la première observation des calottes polaires martiennes date du milieu du , c'est au cours de la seconde partie du que William Herschel constate la variation alternative de leur superficie sur chaque hémisphère en fonction des saisons.
Vers 1850, les astronomes ont mis en évidence certaines similitudes entre Mars et la Terre. La durée du jour est en effet sensiblement la même sur les deux planètes, tout comme l'inclinaison de l'axe de rotation qui engendre l'alternance des saisons (bien que l'année martienne soit environ deux fois plus longue que son équivalente terrestre). Ces observations conduisent à l'hypothèse que les zones sombres visibles sur Mars correspondraient à des océans, tandis que les zones plus claires seraient des continents. Il est alors naturel de supposer que Mars peut abriter certaines formes de vie. William Whewell, professeur au Trinity College de l'université de Cambridge, expose notamment cette théorie dès 1854.
Les théories concernant la vie sur Mars se multiplient à la fin du , à la suite des observations de canaux martiens — qui se révéleront n'être que de simples illusions d'optique. Ainsi, en 1895, l'astronome américain Percival Lowell publie son livre Mars, suivi en 1906 par Mars et ses canaux, dans lesquels il propose l'idée que ces canaux sont le fruit d'une civilisation disparue depuis longtemps.. Cette théorie est notamment reprise par l'écrivain britannique H. G. Wells dans son ouvrage La Guerre des mondes (1898), qui décrit une invasion de la Terre par des êtres venant de Mars et fuyant sa dessiccation.
Les analyses spectroscopiques de l'atmosphère de Mars commencent en 1884. L'astronome américain William Wallace Campbell montre alors qu'elle ne contient ni oxygène, ni eau.. En 1909, profitant de la plus faible distance entre Mars et la Terre depuis 1877, les astronomes braquent les meilleurs télescopes du monde sur la planète rouge. Ces observations permettent de mettre définitivement fin à la théorie des canaux.
Premier survol par Mariner 4
En 1965, la sonde américaine Mariner 4 est la première à effectuer avec succès un survol de Mars, transmettant ainsi les premières images de sa surface. Les photographies révèlent une planète aride sans aucun signe de rivière, d'océan, ou de vie. Elles montrent cependant de vastes zones recouvertes de cratères, ce qui traduit une inactivité tectonique et météorologique depuis environ quatre millions d'années.
La sonde constate également l'absence de magnétosphère, qui aurait protégé la planète des rayons cosmiques hostiles à la vie. Elle parvient à mesurer la pression atmosphérique de Mars : environ (contre sur Terre), ce qui empêche l'existence d'eau liquide en surface.
Depuis Mariner 4, la recherche de vie sur Mars se concentre sur la recherche d'organismes vivants simples, semblables aux bactéries, plutôt que d'organismes multicellulaires, pour lesquels l'environnement est trop hostile.
Expériences de la sonde Viking
Au milieu des années 1970, le principal objectif du programme Viking est de procéder à des expériences de détection de micro-organismes dans le sol martien. Les tests sont conçus pour rechercher des formes de vie similaires à celles que l'on peut trouver sur Terre. Sur les quatre expériences mises en œuvre, seule l'expérience « Labeled Release » (correspondant à la détection d'organismes hétérotrophes) fournit un résultat apparemment positif, montrant une augmentation de la production de lors de la première exposition du sol martien à un milieu riche en eau et en nutriments. Mais les scientifiques s'accordent aujourd'hui à dire que ces résultats sont le fruit de processus non biologiques et rappellent que l'expérience « GC-MS » n'a détecté aucune molécule organique. Néanmoins, de nombreuses interprétations différentes existent toujours quant à ces expériences.
Controverse
Un des concepteurs de « Labeled Release », Gilbert Levin, pense ainsi que ses résultats sont un diagnostic définitif sur la vie sur Mars. Cependant, cela est contesté par de nombreux scientifiques, qui affirment que des espèces superoxydantes présentes dans le sol pourraient avoir produit ces effets sans présence de vie. Un consensus quasi général a dès lors rejeté les données de l'expérience LR comme une preuve de vie, parce que les chromatographes en phase gazeuse et spectromètres de masse, visant à identifier les matières organiques naturelles, n'ont pas permis de détecter de molécules organiques The Carnegie Institution Geophysical Laboratory Seminar, "Analysis of evidence of Mars life" held 05/14/2007; Summary of the lecture given by Gilbert V. Levin, Ph.D. https://arxiv.org/abs/0705.3176, published by Electroneurobiología vol. 15 (2), , 2007. Les résultats de la mission Viking concernant la vie sont donc considérés par la majorité des experts au mieux comme non concluants, au pire comme nuls..
En 2007, lors d'un séminaire du Laboratoire de géophysique de la Carnegie Institution à Washington, l'expérience de Gilbert Levin a été évaluée une fois de plus. Levin affirme toujours que ses données originales sont correctes.
Ronald Paepe, un édaphologue (spécialiste des sols), a déclaré lors du congrès de l'Union européenne des géosciences que la détection récente d'argiles phyllosilicates sur Mars pouvait résulter d'une pédogenèse étendue à toute la surface de la planète.. L'interprétation de Paepe voit la surface de Mars comme un sol actif coloré en rouge par des éons d'érosion, causée par l'eau, la végétation et l'activité microbienne.
Une équipe de chercheurs de l'université nationale autonome du Mexique, dirigée par Rafael Navarro-Gonzalez, a quant à elle conclu que le matériel utilisé (TV-GC-MS) par le programme Viking pour rechercher des molécules organiques pouvait ne pas être assez sensible pour détecter de faibles niveaux de composés organiques.. En raison de la simplicité de manipulation des échantillons, TV-GC-MS est encore considérée comme la méthode standard de détection organique pour les futures missions martiennes. Navarro-González suggère ainsi que la conception des futurs instruments de recherche de matière organique sur Mars intègre d'autres méthodes de détection.
L'hypothétique Gillevinia straata
L'affirmation de l'existence de vie sur Mars, sous une forme microbienne baptisée Gillevinia straata, est basée sur des données anciennes réinterprétées comme une preuve suffisante de la vie, principalement par les professeurs Gilbert Levin, Rafael Navarro-González et Ronalds Paepe. Les preuves à l'appui de l'existence de micro-organismes Gillevinia straata reposent sur les données recueillies par les deux atterrisseurs Viking, conçus pour la recherche de biosignatures. Cependant, les résultats d'analyse ont été officiellement déclarés non concluants par la communauté scientifique.
En 2006, Mario Crocco, neurobiologiste à l'Hôpital neuropsychiatrique Borda de Buenos Aires, en Argentine, propose la création d'un nouveau taxon classant ces résultats comme « métaboliques » et donc appartenant à une forme de vie. De telles catégories permettraient d'être en mesure d'accueillir ce genre de micro-organismes martiens dans le règne du vivant. Crocco propose l'entrée suivante . : système de la vie organique : Solaria ; biosphère : Marciana ; règne : Jakobia (nommé d'après le neurobiologiste Christfried Jakob) ; genre et espèces : Gillevinia straata.
En conséquence, le Gillevinia straata ne serait pas une bactérie (qui est plutôt un taxon terrestre), mais un membre du règne Jakobia de la biosphère Marciana du système Solaria.
L'effet escompté de ces propositions était de renverser la charge de la preuve concernant la question de la vie, mais la taxonomie proposée par Crocco n'a pas été acceptée par la communauté scientifique et est considérée comme un simple nomen nudum. De plus, aucune autre mission martienne n'a trouvé de traces de biomolécules.
Météorites L'analyse des météorites pour faire la preuve d'une (ancienne) vie sur Mars est controversée, mais d'un grand intérêt pour les biologistes. L'existence même ancienne d'une vie unicellulaire sur Mars permettrait de corroborer des théories sur l'origine de la vie. La NASA a une collection d'au moins 57 météorites martiennes., qui sont extrêmement utiles dans la mesure où ce sont les seuls échantillons physiquement disponibles en provenance de la planète Mars.
La spéculation a augmenté quand des études ont montré qu'au moins trois d'entre elles ont des preuves d'une potentielle vie sur Mars dans le passé. Bien que les résultats scientifiques soient fiables, leurs interprétations varient. À ce jour, malgré de nombreuses publications, le débat n'est pas tranché E. K. Gibson Jr., F. Westall, D. S. McKay, K. Thomas-Keprta, S. Wentworth, and C. S. Romanek, Evidence for ancient Martian life , NASA Johnson Space Center, Houston..
Au cours des dernières décennies, sept critères ont été retenus pour la reconnaissance de la vie passée dans des échantillons géologiques terrestres. Ces critères sont : Est-ce que le contexte géologique de l'échantillon est compatible avec la vie passée ? Est-ce que l'âge de l'échantillon et de son emplacement stratigraphique est compatible avec une vie possible ? Est-ce que l'échantillon contient la preuve de morphologie cellulaire et de colonies ? Y a-t-il une preuve de biominéraux montrant des déséquilibres chimiques ou minéraux ? Y a-t-il une preuve d'isotopes stables uniques au modèle biologique ? Y a-t-il présence de biomarqueurs organiques ? Les caractéristiques sont elles indigènes à l'échantillon ? Pour un consensus général sur la preuve de trace de vie passée dans un échantillon géologique, la plupart ou la totalité de ces critères doivent être atteints.
Météorite ALH84001 vignette|Le microscope électronique révèle des structures ressemblant à des bactéries dans un fragment de la météorite ALH84001.
La météorite ALH 84001 a été trouvée en en Antarctique par des membres du programme ANSMET ; la météorite pèse .. L'échantillon a été éjecté de Mars il y a environ 17 millions d'années et a passé dans ou sur la glace de l'Antarctique. L'analyse de sa composition par la NASA a révélé une sorte de magnétite que l'on ne trouve sur Terre qu'en association avec certains micro-organismes ; puis, en , une autre équipe de la NASA, dirigée par Thomas-Keptra, a publié une étude indiquant que 25 % de la magnétite de ALH84001 apparaît sous la forme de petits cristaux de taille uniforme qui, sur Terre, sont associés avec une activité biologique, et que le reste de la matière semble être de la magnétite normale inorganique. La technique d'extraction ne permet pas de déterminer si, éventuellement, la magnétite biologique a été organisée en chaînes comme on devrait s'y attendre. La météorite montre l'indication d'une température de minéralisation relativement faible par de l'eau et porte les traces d'altération aqueuse pré-terrienne. Des traces d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) ont été trouvées à des niveaux en augmentation en s'éloignant de la surface.