Des écologies aussi complexes ne pouvaient être fabriquées en faisant pousser les ingrédients séparément et en les mélangeant dans une trémie, comme un gâteau. Ils ne connaissaient pas tous les composants, il y en avait qu’on ne pouvait faire pousser, et certains de ceux qu’on pouvait obtenir ainsi mouraient lorsqu’on les mélangeait.
— Les vers, notamment, sont très fragiles. Les nématodes aussi posent toutes sortes de problèmes. Tout le système a tendance à s’effondrer, et nous nous retrouvons avec des minéraux et des matières organiques mortes. C’est ce qu’on appelle le terreau. Nous sommes très bons pour fabriquer du terreau. Mais l’humus, lui, doit croître.
— Comme dans la nature ?
— Exactement. Nous ne pouvons qu’essayer de gagner du temps. L’assemblage et la production de masse sont impossibles. Et beaucoup des composants vivants croissent mieux en milieu naturel, de sorte que notre problème consiste aussi à obtenir des organismes nutritifs plus vite que la nature ne les produirait naturellement.
— Je vois, marmonna Nadia.
Arne lui fit faire le tour des laboratoires et des serres, remplis de centaines de colonnes, espèces d’éprouvettes géantes rangées dans des râteliers, pleines de compost ou de divers composants. C’était de l’agronomie expérimentale, et Nadia avait appris, au contact d’Hiroko, à se résigner à ne pas y comprendre grand-chose. Il arrivait parfois qu’elle se sente dépassée par certains domaines scientifiques, mais elle comprenait qu’ils procédaient là à des essais factoriels, modifiant les conditions de développement dans chaque colonne et observant le résultat. Arne lui montra une formule simple qui décrivait la question dans ses grandes lignes :
dans laquelle n’importe quelle propriété du sol S était fonction (ƒ) de variables semi-indépendantes : le matériau parent (Mp), le climat (C), la topographie ou le relief (R), le biotope (B) et le temps (T). Le temps était évidemment le facteur qu’ils s’efforçaient de réduire, et le matériau parent de la plupart de leurs essais était l’argile, omniprésente à la surface hautement diversifiée de Mars. Ils faisaient varier le climat et la topographie dans une simulation des différentes conditions locales. Ce qui impliquait une micro-écologie extrêmement sophistiquée, et Nadia commençait à entrevoir la difficulté de leur tâche. C’était véritablement de l’alchimie. Beaucoup d’éléments devaient subir une transmutation dans le sol afin de devenir un milieu de croissance pour les plantes, or chacun avait son cycle particulier, initialisé par tout un ensemble d’agents. Il y avait les substances macronutritives – le carbone, l’oxygène, l’hydrogène, l’azote, le phosphore, le soufre, le potassium, le calcium et le magnésium –, et les substances micronutritives comme le fer, le manganèse, le zinc, le cuivre, le molybdène, le bore et le chlore. Aucun de ces cycles nutritifs ne fonctionnait en circuit fermé, en raison des pertes dues au lessivage, à l’érosion, au moissonnage et au dégazage. Les apports étaient tout aussi nombreux et variés, qu’ils résultent de l’absorption, de la dégradation, de l’action microbienne ou de l’ajout d’engrais. Les conditions nécessaires à chacun de ces éléments pour achever son cycle étaient assez variées pour que chaque milieu soit plus ou moins favorable ou défavorable. Chaque type de sol avait un pH, une salinité, une compacité propres, et ainsi de suite. Il y avait donc des centaines de milieux de culture identifiés dans ce seul laboratoire, et des milliers d’autres sur Terre.
Évidemment, dans les laboratoires de Vishniac, le matériau parent martien servait de base à la plupart des expérimentations. Des millénaires de tempêtes de sable avaient dispersé ce matériau sur toute la planète, jusqu’à ce que sa composition soit à peu près la même partout : le sol martien typique était essentiellement composé de fines particules de fer et de silice. Au-dessus on trouvait souvent des particules libres. En dessous, différents degrés de cimentation interparticulaire avaient produit un matériau croûteux, qui se brisait en mottes et faisait bloc au fur et à mesure qu’on creusait.
En d’autres termes, de l’argile : des argiles de smectite, similaires à la montmorillonite et à la nontronite terriennes, additionnées de matériaux comme le talc, le quartz, l’hématite, l’anhydrite, la dieserite, la calcite, la beidellite, le rutile, le gypse, le maghémite et la magnétite. Le tout avait été recouvert d’oxyhydroxydes de fer amorphes et d’autres oxydes de fer plus cristallisés, auxquels le sol devait sa couleur rouge.
Tel était donc le matériau parent : une argile de smectite riche en fer. Sa structure peu compacte et poreuse supporterait des racines tout en leur laissant la place de se développer. Mais elle n’abritait aucun organisme vivant et était trop chargée en sels et pas suffisamment en azote. Aussi leur tâche fondamentale consistait-elle à réunir le matériau parent, à le laver de ses sels et de son alumine puis à y introduire de l’azote et la communauté biotique, ces opérations devant être effectuées le plus vite possible. C’était facile à dire, mais l’expression « communauté biotique » recouvrait une infinité de problèmes.
— Eh bien, ils ne sont pas sortis de l’auberge ! confia Nadia à Art, un soir. Autant essayer de faire marcher ce gouvernement !
Sur le terrain, les gens se contentaient d’introduire dans l’argile des bactéries, des algues et des lichens, des microorganismes et enfin des plantes halophytes. Puis ils attendaient que ces biocommunautés – ou plutôt la vie et la mort d’une infinité de générations de micro-organismes – transforment l’argile en un sol cultivable. Ça marchait, ça marchait même maintenant sur toute la planète ; mais très lentement. Un groupe de Sabishii avait estimé qu’il se formait en moyenne un centimètre environ de sol cultivable tous les siècles. Et encore, grâce à la mise au point de populations génétiquement sélectionnées pour la rapidité de leur cycle biologique.
Dans les serres, l’humus utilisé avait été lourdement amendé par des nutriments et des additifs de toute sorte. Le résultat pouvait être comparé à celui que ces savants tentaient d’obtenir, mais la quantité d’humus utilisée dans les serres était infime par rapport à celle qu’ils voulaient répandre à la surface. La production de masse posait un problème plus complexe qu’ils ne l’avaient prévu, Nadia s’en rendait bien compte. Ils avaient cet air vexé du chien qui ronge un os trop gros pour lui.
Les connaissances requises en biologie, en chimie, en biochimie et en écologie dépassaient de loin les siennes, et elle ne pouvait leur être d’aucune aide. En bien des cas, elle ne comprenait même pas les processus en cause. Ça n’avait rien à voir avec la construction.
Mais toute méthode de production implique une part de construction, et là au moins Nadia pouvait saisir les enjeux. Elle s’intéressa donc à cet aspect des choses, à la conception mécanique des colonnes et des éprouvettes contenant les différents constituants vivants du sol. Elle étudia aussi la structure moléculaire des argiles mères, et découvrit que les smectites martiennes étaient des silicates d’alumine : chaque particule d’argile était constituée d’un film d’octaèdres d’aluminium pris en sandwich entre deux films de tétraèdres de silicone. Le schéma général changeait selon les différentes sortes de smectite, et plus il y avait de variations, plus l’eau s’infiltrait facilement entre les couches intermédiaires. L’argile de smectite la plus répandue sur Mars, la montmorillonite, comportait un grand nombre de variétés hydrophiles. Elle gonflait quand elle était imbibée d’eau et se rétractait en séchant au point de se craqueler.