Organische moleculen op Mars ontdekt

Astrobiologie Op Mars zijn organische moleculen gevonden. Of dit wijst op vroeger leven op deze planeet, blijft een open vraag.

‘Selfie’ van marsverkenner Curiosity, gemaakt bij zijn onderzoek op Mars. Foto NASA/JPL-Caltech/MSSS

De bodem van de planeet Mars bevat een scala aan organische moleculen. Dat laten meetgegevens van het onbemande onderzoeksvoertuig Curiosity zien. Ook vertoont de hoeveelheid methaangas in de Marsatmosfeer sterke seizoensvariaties. „Een dubbele doorbraak”, noemt de Nederlandse astrobioloog Inge Loes ten Kate het.

Organische moleculen werden vroeger in verband gebracht met levende organismen (vandaar hun naam), maar inmiddels staat vast dat veel van deze moleculen op niet-biologische wijze ontstaan. Deze ontdekking geeft dus geen antwoord op de vraag of er ooit leven op Mars is geweest – ook al werd daar in aanloop naar de persconferentie, die NASA donderdagmiddag belegde, druk over gespeculeerd. De bevindingen zijn donderdag in twee artikelen in het tijdschrift Science gepubliceerd.

Curiosity is zes jaar geleden geland op de bodem van de 154 kilometer grote Marskrater Gale, die ruim drie miljard jaar geleden met water was gevuld. Het onderzoeksvoertuig zoekt naar organisch materiaal: chemische verbindingen die één of meer koolstofatomen bevatten. Een instrument – SAM geheten – kan lucht- en bodemmonsters op de aanwezigheid van organisch materiaal onderzoeken.

Een team onder leiding van Christopher Webster (NASA-JPL/Caltech) heeft drie Marsjaren (ruim vijf aardse jaren) aan metingen van de hoeveelheid methaan in de Marsatmosfeer geanalyseerd. De gegevens laten zien dat het methaangehalte flink op en neer golft. Aan het eind van de zomer op het noordelijk halfrond is het bijna drie keer zo hoog als in de late lente en herfst. Waar het methaan vandaan komt en waarom het in hoeveelheid varieert, is nog onduidelijk. De auteurs denken dat er wellicht methaanhydraat in de Marsbodem aanwezig is – kristallen van waterijs waarin methaan opgesloten zit. In warme perioden zou dat gas kunnen vrijkomen en zich via poriën in de bodem een weg naar boven banen.

Bij het tweede onderzoek hebben Jennifer Eigenbrode (NASA-GSFC) en collega’s boormonsters geanalyseerd die door Curiosity zijn genomen. Daarbij zijn allerlei organische verbindingen aangetoond, waaronder thiofeen, methaanthiol en dimethylsulfide. Volgens de wetenschappers zijn dit mogelijk ‘brokstukken’ van grotere organische moleculen. Dieper in de Marsbodem – beschermd tegen de ultraviolette straling van de zon – zouden wellicht ook beter geconserveerde moleculen te vinden zijn.

Het is niet voor het eerst dat melding wordt gemaakt van methaan en andere organische verbindingen op Mars. De eerste berichten over atmosferisch methaan stammen uit 2004 en ook de eerste analyses van SAM-metingen, die drie jaar geleden werden gepubliceerd, wezen al op de aanwezigheid van organische moleculen. Die berichten lieten echter nog ruimte voor twijfel, zo blijkt uit het commentaar dat Inge Loes ten Kate van de Faculteit Geowetenschappen van de Universiteit Utrecht bij de beide Science-artikelen heeft geschreven.

De eerdere metingen werden gehinderd door de aanwezigheid van perchloraatzouten, zoals die zo’n beetje overal op Mars worden aangetroffen. Deze zouten vallen uiteen wanneer de boormonsters in SAM tot temperaturen van 200°C worden verhit. Daarbij komen zuurstof en chloor vrij, die vervolgens reacties aangaan met organische moleculen. Ook zat er een lek in een van de ‘cupjes’ met speciale vloeistof die bij bepaalde analyses worden gebruikt.

Bij de nieuwe analyse is alleen gekeken naar de gassen die vrijkomen bij temperaturen van meer dan 400°C. Op die manier hebben de onderzoekers zich ervan verzekerd dat deze gassen niet zijn ontstaan door een lekkende reactievloeistof of door een reactie met perchloraat.

Bacteriën

„Curiosity had al aangetoond dat de Gale-krater ongeveer 3,5 miljard jaar geleden leefbaar was, met omstandigheden die vergelijkbaar waren met die op de vroege aarde, waar rond dezelfde tijd leven ontstond. Nu we weten dat er op dat moment organische moleculen op het oppervlak aanwezig waren, dringt de vraag zich op of er toen leven op Mars zou kunnen zijn ontstaan of heeft bestaan”, schrijft Ten Kate in haar commentaar.

Over de zeer reactieve perchloraten in de Marsbodem maakt Ten Kate zich desgevraagd niet zo ongerust voor wat betreft de kansen op leven. „Er zijn al experimenten gedaan met bepaalde zoutminnende (aardse) bacteriën en die vonden het allemaal wel best, dat perchloraat – ze groeiden gewoon door onder relevante Marsomstandigheden”, antwoordt ze per e-mail. „Als we naar de aarde kijken, zien we duidelijk hoe inventief leven is: dat past zich wel aan aan een veranderende omgeving. Het is dus goed voorstelbaar dat eventueel leven op Mars zich heeft weten aan te passen aan de hoeveelheid perchloraat in de bodem.”

    • Eddy Echternach