In het dagelijks leven sta je niet vaak stil bij een heel bijzonder feit: sinds 2012 laat de mens een door kernenergie aangedreven wetenschappelijk voertuig ter grootte van een SUV rondrijden op een andere planeet.
Dankzij dit wonder van techniek, genaamd de Marsrover Curiosity van NASA, is onze kennis over de planeet enorm toegenomen.En dankzij dit onverschrokken wagentje weten we nu dat er op Mars vroeger bestanddelen waren op basis van koolstof die organische moleculen worden genoemd. Dat zijn belangrijke grondstoffen voor het bestaan van leven zoals wij dat kennen.
In een artikel dat vorige week in Science werd gepubliceerd werd onomstotelijk bewijs geleverd dat er grote organische moleculen op het oppervlak van Mars voorkomen. De Viking-landers van NASA begonnen de zoektocht naar deze moleculen in 1970. Eerdere tests leverden aanwijzingen voor het bestaan van organische moleculen, maar de aanwezigheid van chloor in het stof van de planeet bemoeilijkte de interpretatie van de vondsten.
“Als je met zoiets bijzonders als een wagentje op Mars werkt, met het meest complexe instrument dat ooit de ruimte in werd gestuurd, dan kun je wel stellen dat wij iets doen wat eerder voor onmogelijk werd gehouden,” aldus hoofdauteur Jennifer Eigenbrode, biogeochemicus bij NASA Goddard. “Ik werk met een groep fantastische mensen aan het Mars-project, en we hebben al zoveel ontdekt.”
Uit de meest recente data van Curiosity blijkt dat er 3,5 miljard jaar geleden complexe organische moleculen zaten in het meer dat ooit de Marskrater Gale met water vulde. Sporen daarvan zijn nog steeds te vinden in de met zwavel bedekte stenen die afkomstig zijn uit het sediment van het meer. Zwavel heeft mogelijk bijgedragen aan de bescherming van de organische stoffen, zelfs toen de stenen op het oppervlak werden blootgesteld aan straling en bleekachtige substanties die perchloraat worden genoemd.
Deze nieuwe resultaten zijn geen concreet bewijs dat er ooit leven op Mars bestond. Dergelijke moleculen kunnen ook ontstaan bij niet-levende processen. Maar door deze resultaten is nu in ieder geval duidelijk hoe sporen van levende wezens op Mars miljarden jaren zouden hebben kunnen overleven en het is duidelijk waar in de toekomst verder naar gezocht moet worden.
“Dit is een belangrijke vondst,” stelt Samuel Kounaves, een chemicus van de Amerikaanse Tufts University en de voormalige hoofdonderzoeker voor de Phoenix Mars lander van NASA. “Er zijn plekken, vooral onder de oppervlakte, waar organische moleculen goed bewaard blijven.”
Methaanseizoenen
Naast het oeroude koolstof, heeft Curiosity ook sporen gevonden van organische moleculen die nu nog op Mars voorkomen. De rover heeft sinds zijn landing met enige regelmaat metingen gedaan in de atmosfeer van Mars. Eind 2014 konden onderzoekers met behulp van die data aantonen dat methaan, het meest eenvoudige organische molecuul, aanwezig is in de atmosfeer van Mars.
De aanwezigheid van methaan op Mars is raadselachtig omdat dit gas na zijn ontstaan slechts een paar honderd jaar blijft bestaan. Dat betekent dat iets of iemand op de rode planeet het gas steeds aanvult. “Het is een gas in de atmosfeer van Mars dat daar eigenlijk niet zou horen te zijn,” stelt NASA Jet Propulsion Lab wetenschapper Chris Webster.
Daar komt nog eens bij dat het methaan zich op een heel vreemde manier blijkt te gedragen op Mars. In 2009 meldden wetenschappers dat er op de planeet onverklaarbare gaspluimen voorkomen waarin duizenden tonnen methaan de lucht in worden geblazen.
Uit de meest recente studie van Webster, die ook recentelijk werd gepubliceerd in Science, blijkt dat Mars het gas per seizoen ‘ademt’. Elke Mars-zomer neemt de methaanconcentratie in de atmosfeer van de planeet toe tot ongeveer 0,6 deeltjes per miljard. In de winter daalt deze hoeveelheid met een factor drie tot 0,2 deeltjes per miljard.
“Er zijn niet veel moleculen in de dampkring van de aarde die per seizoen qua hoeveelheid verschillen. Dus als er dan een planeet is waar chemische seizoenschommelingen optreden dan is dat nogal buitenaards,” vertelt Eigenbrode. “Het is een opzienbarende waarneming.”
Webster en zijn collega’s vermoeden dat het methaan afkomstig is uit het binnenste van de planeet en dat de stroming naar het oppervlak wordt veroorzaakt door temperatuursveranderingen aan het oppervlak van Mars. Het zou kunnen dat het gas in de winter opgesloten raakt in ijzige kristallen, die methaanhydraten worden genoemd. Mogelijk smelten die in de zomer, waarbij het gas vrijkomt.
Maar waardoor ontstaat het methaan? Dat weet niemand.
“We kunnen echt niet zeggen of het methaan dat we nu aantreffen een recent product is van serpentinisatie [een chemische reactie tussen ijzerhoudend gesteente en water] of van de activiteiten van microben op enige diepte”, vertelt Michael Mumma, de wetenschapper van NASA Goddard die de methaanwolken op Mars ontdekte. “Of is het een overblijfsel uit het verleden, dat nu langzaam vrijkomt?”
Nog steeds op zoek naar leven
Volgens deskundigen zijn beide nieuwe studies doorbraken voor de astrobiologie.
“Dit zijn heel bijzondere resultaten, want hiermee is aangetoond dat Mars ook nu nog een actieve planeet is,”, stelt planeetwetenschapper Bethany Ehlmann, een Marsdeskundige die bij Caltech werkt en die niet betrokken was bij de onderzoeken. “Het is er niet koud en doods, misschien staat het op de rand van bewoonbaarheid.”
Maar Webster en anderen benadrukken dat de studies niet het bewijs leveren dat er leven is op Mars. “Deze observaties sluiten de mogelijkheid van biologische activiteit niet uit, maar ze zijn er ook geen bewijs voor.”
Om meer duidelijkheid te krijgen, moeten onderzoekers apparatuur naar de planeet zien te krijgen die gevoelig genoeg is om de vingerafdruk van het leven te ontdekken op de chemische weegschaal. Op aarde komt bij reacties met levende organismen meer methaan en minder ethaan vrij dan bij reacties van niet-levende materialen. Als wetenschappers ditzelfde patroon zouden zien op Mars, dan zou dat de hypothese dat er leven is op Mars ondersteunen.
Toekomstige missies kunnen daaraan bijdragen. De verkenningswagen van het ExoMars-project van het European Space Agency (ESA) zal naar verwachting in 2020 op de planeet landen. Dit voertuig kan zo’n twee meter diep in de ongerepte bodem van Mars boren en is in staat monsters te onderzoeken met de aan boord aanwezige instrumenten. En de Marsrover van NASA die volgens planning in 2020 op pad gaat moet monsters van de grond nemen, die met toekomstige missies worden opgepikt en meegenomen naar de aarde.
En zelfs nu levert de ExoMars-missie al resultaten op. De Trace Gas Orbiter van de missie kwam eind 2016 bij Mars aan en verzamelt op het moment data waarmee wetenschappers kunnen kijken waar het methaan op Mars zich bevindt – en waarmee wetenschappers mogelijk de bron ervan kunnen lokaliseren.
“Slechts enkele weken geleden zijn we begonnen met de metingen in de meest gevoelige modus, en de teams zijn hard aan het werk om de data over methaan tevoorschijn te toveren,” schrijft Håkan Svedhem, de projectwetenschapper van de Trace Gas Orbiter in een e-mail. “We denken dat we de resultaten daarvan binnen enkele weken kunnen presenteren.”
