La surface martienne est un endroit où tout être vivant meurt rapidement. Les rayons cosmiques et les oxydants omniprésents stérilisent la couche supérieure du sol. Mais il suffit de creuser un peu plus profond pour que le tableau change. Là où les ultraviolets n'atteignent pas, une zone propice à la vie pourrait se cacher.
Cette zone repose sur un carburant étrange : le rayonnement. L'hypothèse de la zone habitable radiolytique (une région où la vie se nourrit des produits de décomposition des molécules sous l'impact des particules) suggère que les rayons cosmiques galactiques décomposent l'eau et les sels d'acide perchlorique dans le sol. Ainsi naissent l'hydrogène moléculaire (H₂) et des oxydants — une nourriture toute prête pour les chimiolithotrophes (des microbes qui tirent leur énergie de substances inorganiques). Ils n'ont besoin ni de lumière, ni de chaleur interne.
Les auteurs de la nouvelle étude ont construit un modèle numérique pour quatre régions martiennes : le cratère Gale, la plaine d'Oxia, le sud d'Utopia et la région Arabia/Terra Meridiani. Ils ont pris en compte la traversée des particules dans le sol, la chimie de la radiolyse (la décomposition des substances par irradiation), la disponibilité de l'eau, la rétention de l'hydrogène et les besoins énergétiques des microbes. Le résultat est exprimé sous forme de carte en profondeur de la puissance redox — l'énergie disponible dont les cellules pourraient se nourrir.
Le chef d'orchestre principal de cet ensemble est la rétention de H₂. Si l'hydrogène se lie aux particules du sol ou reste piégé dans des pores fermés, à partir de 10 cm de profondeur, 4 à 6 × 10⁻¹³ W par kilogramme de roche sont disponibles. Cela suffit pour maintenir une vie, mais très modeste. Si le gaz s'échappe librement à travers les pores, l'énergie chute de centaines à des milliers de fois — l'environnement devient pratiquement mort.
Le cratère Gale, où le rover Curiosity a travaillé, s'est révélé inactif quelles que soient les hypothèses — ce qui correspond aux données d'analyse du sol. Le modèle prédit que la vie radiolytique sur Mars est possible, mais qu'elle est rare, liée à des endroits précis et cachée en profondeur. De futures missions pourront le vérifier — ExoMars Rosalind Franklin, Tianwen-3 ou Mars Sample Return — si elles prélèvent des échantillons dans la couche protégée et effectuent une analyse par étapes de l'hydrogène libéré lors du chauffage.
Sur Mars, le rayonnement peut fonctionner comme une « pile » pour les microbes : les rayons cosmiques décomposent l'eau, créant de l'hydrogène — un carburant prêt à l'emploi pour une vie sans lumière ni chaleur.
Dans le roman d'Andy Weir « Seul sur Mars », l'astronaute cultive des pommes de terre à la lumière et à la chaleur, mais la véritable vie cachée de Mars pourrait se nourrir de rayonnement dans l'obscurité éternelle.