NASA-wetenschappers bedenken een ambitieuze oplossing om een mogelijk baanbrekend gesteente op Mars te bestuderen – een moddersteen met intrigerende patronen die kunnen duiden op microbieel leven uit het verleden. Nu het officiële Mars Sample Return-programma tot stilstand is gekomen vanwege politieke en financiële hindernissen, nemen onderzoekers het heft in eigen handen: ze proberen de unieke kenmerken van het gesteente na te bootsen in laboratoria op aarde. Deze stap wordt gedreven door de dringende behoefte om te begrijpen of de patronen die op het oppervlak van Mars worden waargenomen bewijs zijn van oude organismen of slechts het resultaat zijn van niet-biologische chemische reacties.
De raadselachtige Cheyava Falls-rots
De rots, genaamd Cheyava Falls, werd ontdekt door de Perseverance-rover in de Jezero-krater – een oude meerbodem waarvan wordt aangenomen dat deze miljarden jaren geleden bewoonbaar was. Het oppervlak is bedekt met opvallende spikkels en ringvormige formaties, door wetenschappers beschreven als ‘maanzaad’ en ‘luipaardvlekken’. Deze formaties zijn ingebed met organisch materiaal, de fundamentele bouwsteen van het leven zoals wij dat kennen, wat aanleiding geeft tot intense speculaties over de mogelijkheid van vorig leven op Mars.
Waarom dit belangrijk is: De ontdekking van organisch materiaal is op zichzelf geen bewijs van leven. Organische verbindingen kunnen ontstaan door geologische processen. De specifieke patronen in Cheyava Falls lijken echter sterk op die gecreëerd door microbiële activiteit op aarde, waardoor de vraag naar de oorsprong van cruciaal belang is.
Een race tegen de tijd: de laboratoriumgebaseerde aanpak
De officiële Mars Sample Return-missie, ontworpen om echte Mars-gesteenten naar de aarde te brengen voor gedetailleerde analyse, wordt geconfronteerd met onbepaalde vertragingen. Om te voorkomen dat ze tot ten minste 2040 moeten wachten, streven wetenschappers van het Jet Propulsion Laboratory (JPL) van NASA naar een alternatief: het repliceren van de omstandigheden van het gesteente in gecontroleerde laboratoriumomgevingen.
Het plan omvat het maken van synthetische mudstones die het monster van Mars nabootsen en deze vervolgens onderwerpen aan verschillende omgevingsfactoren. Sommige zullen worden gesteriliseerd om biologische besmetting uit te sluiten, terwijl andere zullen worden ingeënt met terrestrische microben om te observeren hoe ze omgaan met de materialen. Het doel is om te bepalen of de ‘maanzaadjes’ en ‘luipaardvlekken’ zich kunnen vormen door puur geologische processen of dat er biologisch ingrijpen nodig is.
De chemie achter het mysterie
De patronen op Cheyava Falls houden verband met oxidatie-reductie (redox) reacties waarbij ijzer en zwavel betrokken zijn. Deze reacties zijn van fundamenteel belang voor het leven en bieden energie en bescherming voor organismen, maar ze kunnen ook zonder leven plaatsvinden. De sleutel ligt in het bepalen welke route waarschijnlijker de waargenomen formaties heeft geproduceerd.
- Geologische route: Hoge temperaturen (meer dan 150°C) kunnen gedurende miljoenen jaren de noodzakelijke redoxreacties veroorzaken. Perseverance heeft echter geen bewijs gevonden voor een dergelijke extreme hitte op Mars.
- Biologische route: Microben op aarde kunnen deze reacties bij veel lagere temperaturen katalyseren, waardoor dit een plausibeler scenario wordt. De aanwezigheid van overvloedig organisch materiaal in Cheyava Falls ondersteunt deze mogelijkheid verder.
De puzzel: Beide trajecten leveren dezelfde eindproducten op, waardoor het lastig is om ze van elkaar te onderscheiden.
Herscheppen van omstandigheden op Mars op aarde
Wetenschappers reconstrueren nauwgezet de omstandigheden van het oude Mars in hun laboratoria. Dit omvat het simuleren van atmosferische druk, temperatuur en chemische samenstelling. Er worden synthetische modderstenen vervaardigd met verschillende niveaus van organisch materiaal, zuurgraad en zoutgehalte om de omgeving na te bootsen waarin Cheyava Falls ontstond.
Om nauwkeurige resultaten te garanderen, omvatten de experimenten het volgende:
- Sterilisatie: Met behulp van droge hitte microbiële reductie (DHMR) om bestaande micro-organismen te elimineren.
- Biologische inenting: Introductie van terrestrische microben waarvan bekend is dat ze gedijen in vergelijkbare omstandigheden.
De zoektocht naar onafhankelijke bevestiging
Hoewel de laboratoriumexperimenten waardevolle inzichten zullen opleveren, benadrukken wetenschappers de noodzaak van aanvullend bewijsmateriaal van Mars zelf. Perseverance onderzoekt nog steeds actief de Jezero-krater, op zoek naar andere rotsen met vergelijkbare geochemische kenmerken. Het vinden van onafhankelijke bevestiging zal van cruciaal belang zijn om eventuele claims uit vorige levens kracht bij te zetten.
“Je wilt niet slechts één bewijslijn. Je wilt iets dat daar volledig los van staat en in dezelfde richting wijst”, zegt geobioloog Michael Tice.
Het Perseverance-team erkent dat het werk dat voor ons ligt veeleisend is, maar de potentiële beloning – het definitieve bewijs van leven buiten de aarde – maakt het een waardevolle bezigheid. De race om Cheyava Falls te begrijpen is begonnen, en de antwoorden liggen misschien niet op Mars, maar in de zorgvuldig gecontroleerde omgevingen van de laboratoria op aarde.
