Fosfine in Venusatmosfeer kán wijzen op buitenaards leven

Buitenaards leven De ontdekking van fosfine kán wijzen op leven op Venus, maar de astronomen zien ook andere mogelijkheden. Zoals ijzercorrosie.

Het wolkendek van Venus, op een infraroodfoto door de Japanse Venussonde Akatsuki van oktober 2016. De (koele) wolken zijn wit, de (warme) ondergrond blauw ingekleurd.
Het wolkendek van Venus, op een infraroodfoto door de Japanse Venussonde Akatsuki van oktober 2016. De (koele) wolken zijn wit, de (warme) ondergrond blauw ingekleurd. Foto JAXA

In ijle wolken zestig kilometer boven het oppervlak van de Venus, de hete zusterplaneet van de aarde, blijken fosfinemoleculen te zitten. Volgens de ontdekkers zou dat gas van micro-organismen afkomstig kunnen zijn, zo schrijven ze maandag in Nature Astronomy. Nieuw is die gedachte niet: al in de jaren zestig opperde de Amerikaanse astronoom Carl Sagan dat micro-organismen verantwoordelijk kunnen zijn voor de nog onverklaarde absorptie van ultraviolette straling door wolken op Venus. Toch reageren Nederlandse wetenschappers, die niet bij de nieuwe ontdekking betrokken waren, behoedzaam op deze interpretatie.

De fosfine is waargenomen met twee telescopen – de James Clerk Maxwell Telescope op Hawaï en de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array in Chili – die radiostraling met een golflengte van ongeveer een millimeter kunnen detecteren. Gebleken is dat ‘iets’ in de hoge Venusatmosfeer de millimetergolven die op lagere hoogte worden gegenereerd absorbeert. Dat resulteert in een ‘dip’ in het spectrum van Venus, die karakteristiek is voor fosfine. Als geen enkel bekend chemisch proces verantwoordelijk kan zijn voor de fosfine in het hoge Venusatmosfeer, blijven er maar twee mogelijkheden over. Óf er voltrekken zich nog onbekende reacties in de atmosfeer van Venus – wat gezien de extreem droge en zure omstandigheden op de planeet goed denkbaar is – óf er zijn micro-organismen aan het werk. Daarbij benadrukken de auteurs overigens dat de detectie van fosfine alléén onvoldoende bewijs is voor de aanwezigheid van leven.

Drie waterstofatomen

Fosfine is een molecuul dat bestaat uit een fosforatoom en drie waterstofatomen (PH3). Ook op aarde komt dit voor mensen dodelijke gas in zeer kleine hoeveelheden voor. Het wordt onder meer geproduceerd door micro-organismen die onder zuurstofloze omstandigheden leven. Maar dat dit zo op aarde is, betekent natuurlijk niet automatisch dat dit op Venus ook het geval is.

Uitlegvideo over de fosfineontdekking (met muziek) door de ESO

In hun onderzoeksverslag in Nature Astronomy proberen de ontdekkers – onder leiding van Jane Greaves, hoogleraar astronomie aan de Universiteit van Cardiff – een verklaring voor de aanwezigheid ervan te geven. Het gaat weliswaar om geringe hoeveelheden, maar zelfs die kunnen volgens Greaves en haar collega’s bij lange na niet van bekende chemische en andere niet-biologische processen afkomstig zijn. Dat onderbouwen ze met berekeningen van de hoeveelheden fosfine die op Venus kunnen vrijkomen door de inwerking van zonlicht, bliksemontladingen, vulkanische processen en de aanvoer van fosforhoudend materiaal in de vorm van meteorieten. Vervolgens hebben de onderzoekers ongeveer 75 ‘relevante reacties’ doorgerekend zoals die op, onder en boven het oppervlak van Venus kunnen optreden. Daarbij is tevens rekening gehouden met het feit dat eenmaal gevormde fosfine in vrij rap tempo weer wordt afgebroken. Hun conclusie: slechts een honderdste procent van de gemeten hoeveelheid fosfine kan op die manier worden verklaard.

Voorzichtigheid

Gerard Muijzer, hoogleraar microbiële systeemecologie aan de Universiteit van Amsterdam, maant hoe dan ook tot voorzichtigheid als het gaat om claims over exotische micro-organismen. Hij verwijst daarbij naar de vermeende ontdekking van bacteriën in een zoutmeer in Californië die, zoals eind 2010 in Science werd gemeld, in staat zouden zijn om het fosfor in hun dna te vervangen door arseen. Achteraf bleek daar niets van te kloppen.

Verder merkt Muijzer op dat fosfine onder zure omstandigheden ook kan ontstaan bij corrosie van fosforhoudende verontreinigingen in ijzer op het planeetoppervlak. „Gezien het feit dat de atmosfeer van Venus extreem zuur is, denk ik dat dat een mogelijke verklaring zou kunnen zijn. Vreemd genoeg citeren de auteurs de publicatie waarin deze mogelijkheid wordt aangetoond niet”, mailt hij. „Fosfine kan in principe inderdaad door anaerobe bacteriën worden gevormd, maar mede gelet op de verschillende randvoorwaarden voor leven op een andere planeet, ligt een chemische productie meer voor de hand.”

Leven, of niet

„Dit is hoe dan ook een geweldige ontdekking, of het nou wel leven is of niet”, mailt Inge Loes ten Kate, astrobioloog en universitair hoofddocent planeetwetenschappen aan de Universiteit Utrecht, in reactie op de nieuwe publicatie. „Ik hoop en ga er ook wel een beetje van uit dat dit leidt tot meer onderzoek naar de vorming van fosfine op Venus. Dan kunnen we deze ontdekking pas echt op waarde schatten.”

Dat laatste wordt beaamd door Daphne Stam, universitair hoofddocent planeetwetenschappen aan de TU Delft. Zij vindt de mogelijke ontdekking van micro-organismen in de hoge wolken van Venus zo gek nog niet: „De temperatuur is daar prima, en hoewel deze wolken zwavelzuur bevatten, is die vermengd met water. Bovendien zijn de wolken niet erg dicht: het is dus meer een mist dan een zwavelzuurbad. Ook op aarde leven allerlei organismen in zurige omgevingen.”

Maar om zekerheid te krijgen dat fosfine op Venus een biologische oorsprong heeft, zou er in de atmosfeer van de planeet gekeken moeten worden met instrumenten die levensvormen kunnen identificeren. „Dat is nog niet zo makkelijk”, aldus Stam. „En helaas is er nog geen ruimtemissie naar Venus gepland die dat zou kunnen doen.”

Lees ook: Dichte atmosfeer bezorgt Venus korte en lange dagen