Geen teken van leven

Het zoeken naar vloeibaar water op Mars zal voor een enkele onderzoeker een doel op zichzelf zijn, voor de meesten is het een deel van de speurtocht naar het voorkomen van leven. Daarover is in de afgelopen eeuwen heel verschillend gedacht, maar na 1950, toen duidelijk werd dat Mars maar een heel dunne atmosfeer bezat, werd meer verwacht dan op zijn best een heel primitieve vegetatie. Dat werd er niet beter op toen de satelliet Mariner 4 in 1964 tijdens een eerste fly by beelden van Mars terugstuurden die een onvervalst maanlandschap toonden: een koude, dode woestijn.

De hoop op Marsleven keerde plotseling terug toen de Mariner 9 in november 1971 foto's van rivierdalen en beekbeddingen maakte. In 1975 werden aan de Marslanders Viking I en Viking II, simpele apparaten meegegegeven om de fysiologische activiteit van micro-organismen te meten. In twee experimenten werd aan de kleiachtige bodemmonsters water met organische voedingsstoffen toegevoegd en onderzocht of er ook CO2 of andere gassen vrijkwamen of werden opgenomen. Een derde type test bracht een bodemmonster in contact met radioactief gelabeld CO2 en CO. Die laatste test leverde weinig op, maar één van de twee andere experimenten gaf een helder signaal: er kwam radioactief CO2 vrij. Het leidde begin augustus 1976 tot enthousiaste speculaties in de pers. Toch heeft de Nasa al snel de conclusie getrokken dat dit niet als levensteken mocht worden beschouwd. Een ander gevoelig instrument, een gaschromatograaf/massaspectrometer (GC/MS) had namelijk in bodemmonsters geen spoor van organisch materiaal kunnen aantonen. Omdat er ook geen water was gevonden kòn er eenvoudigweg geen leven zijn geweest. De opvallende CO2-productie werd toegeschreven aan een onbekend chemisch proces.

weinig respons

Dr. Gilbert Levin, destijds betrokken bij het LR-experiment, heeft zich nooit neergelegd bij de conclusie en sinds 1997 probeert hij in lezingen, artikelen en een boek te bewijzen dat de uitkomst van `zijn' proef wèl op levensactiviteit wees. Hij heeft aangetoond dat de GC/MS van de Viking-landers geen lage concentraties organische verbindingen kon opsporen. Veel respons krijgt hij niet uit wetenschappelijke kring.

Indirect hebben de Viking-onderzoekingen toch bijgedragen aan nieuwe speculaties over het voorkomen van leven op Mars. Dankzij hun isotopen-analyse van de Mars-atmosfeer kwam in 1981 onweerlegbaar vast te staan dat een wat buitenissige meteoriet die in 1979 in zuidpoolijs was gevonden (de EETA79001) een brokstuk van Mars was. Elf sterk verwante meteorieten, naar hun vindplaatsen tezamen de SNC-meteorieten genoemd, konden prompt ook als Marsstenen worden aangewezen. Zonder veel ophef berichtten Britse onderzoekers op 20 juli 1989 in Nature dat zij op de EETA79001 belangrijke hoeveelheden organische verbindingen hadden gevonden.

Begin augustus 1996 ontstond wel grote opschudding toen op een Nasa-persconferentie werd bekend gemaakt dat sterke aanwijzingen voor leven waren gevonden in de meteoriet ALH84001 (in 1984 bij de Allan Hills op de zuidpool gevonden). Het is de oudste Mars-meteoriet van alle SNC-meteorieten: het gesteente waaruit hij voortkwam moest 4,5 miljard jaar geleden zijn gestold. Niet al te lang daarna waren er door zwaar mechanisch geweld (de inslag van een meteoriet) fijne scheurtjes in ontstaan waarbinnen zich verschillende mineralen hadden afgezet. Toen 15 miljoen jaar geleden opnieuw een meteoriet in de buurt insloeg was de klap zo hevig dat de ALH84001 de ruimte in werd geslingerd. Daar zweefde hij rond, onderworpen aan de invloed van kosmische straling tot-ie landde op de zuidpool waar hij ook nog 13 duizend jaar heeft vertoefd. De gehele geschiedenis is gereconstrueerd aan de hand van isotopenanalyse en wordt niet betwist.

Toen Nasa-onderzoeker David McKay de ALH84001 begin 1994 voor het eerst zag, werd hij getroffen door de grote hoeveelheid kleine ronde en afgeplatte korrels calciumcarbonaat (calciet, kalk) in de scheuren. Kalkafzettingen worden door geologen altijd in de eerste plaats in verband gebracht met biogene processen, met leven dus, in waterig milieu. Dat impliceert een lage vormings-temperatuur en het kwam goed uit dat onderzoeker C.S. Romanek in 1994 al had aangetoond dat de kalkkorrels inderdaad bij lage temperatuur waren gevormd. (En weer minder goed dat anderen in 1996 juist aanwijzingen zagen voor een hoge temperatuur.)

Geestdriftig raakte McKay toen hij met behulp van een scanning microscoop ook vormsels (hij noemt ze features, objects, textures, etc.) rond en op de calcietkorrels waarnam die als twee druppels water leken op bacteriën, zij het ongekend kleine bacteriën: nano-bacteriën. Vanaf dat moment is McKay's ploeg gaan jagen op andere aanwijzingen voor een biogene vorming van de kalkkorrels. Ze vonden ze tenslotte in een eigenaardige zonering van ijzer- en magnesiumverbindingen rond de korrels die volgens hen nooit langs abiotische weg zouden kunnen ontstaan en daarentegen juist wel rond en bij aardse bacteriën was gezien. Bovendien bleek dat in het bijzonder de aangetroffen kristallen ijzeroxide (magnetiet) sterk leken op insluitsels die aardse bacteriën wel gebruiken om zich op het magnetisch veld te oriënteren. Toen Stanford-onderzoeker Richard Zare ook nog PAK's (polycyclische aromatische koolwaterstoffen) op en om de kalkkorrels aantoonde wist McKay genoeg. PAK's, ook alom aanwezig in aardolie en steenkool, gelden als de resten van verdwenen leven. Er kon gepubliceerd worden.

dwerg-bacteriën

Maar binnen een half jaar had de wetenschappelijke gemeenschap McKay geknipt en geschoren. Men vond zijn dwerg-bacteriën te klein om nog levensvatbaar te zijn, ze hadden geen plaats voor voldoende moleculen DNA, RNA en eiwit. De enige aardbewoner die op aarde ook zulke mini-vormsels had gezien, Robert Folk, had nog steeds niet bewezen dat het bacteriën waren geweest. Bovendien konden abiotische processen makkelijk gelijksoortige groeisels doen ontstaan (zie illustratie).

De kalkkorreltjes waren niet 4,0 maar slechts 1,1 miljard jaar oud (toen was er geen vrij water meer op Mars) en waarschijnlijk waren ze gevormd bij een te hoge temperatur om leven mogelijk te maken. Metingen bewezen dat de ALH84001 toch flink vervuild was met aards materiaal, hij kon zijn PAK's wel in het zuidpoolijs hebben opgedaan. Ook worden PAK's gevonden op meteorieten waarop zeker nooit leven heeft geleefd. Last but not least: Mars had geen magnetisch veld, dus magnetiet-kristallen binnen een bacterie hadden geen nut. Er was maar één lichtpuntje: de Britse onderzoekers die aan de EETA79001 werkten hadden in het organisch materiaal ongewoon veel van de isotoop C gevonden: een teken van leven.

Dat was ruwweg de stand van zaken in de zomer van 1997. Inmiddels lijkt wel vast te staan dat de kalkkorreltjes toch heel oud zijn (4,0 miljard jaar oud) en dat ze bij lage temperatuur en waarschijnlijk in waterig milieu zijn ontstaan. Ook blijkt Mars in die tijd wel degelijk een magnetisch veld gehad te hebben (wat de kans op leven sowieso vergroot: het veld beschermt tegen kosmische straling).

Maar veel van de steekhoudende bezwaren bleven bestaan en er kwamen onlangs de onthutsende resultaten bij van een heel voor de hand liggend experiment: laat je een steriele waterige oplossing waarin voldoende calcium, ijzer, magnesium, sulfide, kooldioxide e.d. aanwezig is indampen dan zetten zich kalkkorreltjes af die sprekend lijken op die van de ALH84001, dat is: inclusief de zonering (Meteoritics & Planetary Science, mei 2000). Geen nano-bacterie voor nodig.