In hun enthousiasme hebben eventuele bacteriën op Mars het klimaat van de planeet waarschijnlijk zodanig veranderd dat de planeet ijskoud en dus veel minder of zelfs onleefbaar werd.

Vandaag de dag is Mars niet direct heel gastvrij voor leven zoals wij dat kennen. De planeet is koud en droog. Maar wetenschappers zijn ervan overtuigd dat dat in een ver verleden anders moet zijn geweest; er zijn op het Marsoppervlak talloze aanwijzingen gevonden dat de planeet miljarden jaren geleden nat en een stuk warmer was. En daarmee was deze misschien ook wel een stuk leefbaarder dan nu.

Ondergronds
En als Mars in dat verre verleden leven herbergde, dan was het waarschijnlijk onder de grond te vinden, zo stellen onderzoekers in het blad Nature Astronomy. “Onze studie laat zien dat het jonge Mars ondergronds zeer waarschijnlijk leefbaar was voor methanogene microben,” aldus onderzoeker Regis Ferrière. Dat zijn microben die we ook hier op aarde kennen en vaak aantreffen in extreme leefgebieden, zoals rond hydrothermale bronnen op de bodem van de oceanen. Daar, levend in totale duisternis en onder verpletterende waterdruk, halen ze hun energie uit koolstofdioxide en waterstof en brengen als afvalproduct methaan voort, dat weer gretig door andere in deze extreme omstandigheden levende organismen gebruikt kan worden.

Omstandigheden waren gunstig
En ook op Mars moeten de omstandigheden, lang geleden en ondergronds, tamelijk gunstig zijn geweest voor deze microben, zo tonen Ferrière en collega’s in hun studie aan. Of de microben ook daadwerkelijk op Mars leefden, is onduidelijk. Maar áls methanogene microben op de rode planeet ontstaan zijn, konden ze er ook prima gedijen. Tenminste: tot ze hun eigen glazen in gooiden. Want de modellen van Ferrière en collega’s tonen tegelijkertijd aan dat deze microben – ondanks dat ze diep onder het Marsoppervlak geleefd zouden hebben – waarschijnlijk een ingrijpende impact hadden op de Marsatmosfeer en daarmee ook het klimaat. Sterker nog: ze zouden de planeet eigenhandig praktisch onleefbaar hebben gemaakt.

Hoe zit dat precies?
In hun studie tonen de wetenschappers allereerst aan dat methanogene bacteriën op het jonge Mars hun hart konden ophalen. In zekere zin zouden ze het er zelfs nog beter hebben gehad dan hun aardse tegenhangers het vandaag de dag op onze planeet hebben. Want waar waterstof hier op aarde grotendeels in water opgesloten zit en slechts in heel geïsoleerde omgevingen, zoals hydrothermale bronnen, vrijelijk voorhanden is, moet dat op het jonge Mars anders zijn geweest. De atmosfeer van de planeet zou zo’n vier miljard jaar geleden namelijk zeer rijk zijn geweest aan waterstof en koolstofdioxide – twee krachtige broeikasgassen die er tezamen ook nog eens voor zorgden dat de planeet een stuk warmer en vochtiger is dan vandaag de dag het geval is. “We denken dat Mars in die tijd een beetje koeler was dan de aarde, maar lang niet zo koel als nu (…) We stellen ons het jonge Mars voor als een rotsachtige planeet met een poreuze korst en met veel vloeibaar (zout, red.) water dat waarschijnlijk meren, rivieren en misschien zelfs zeeën en oceanen vormde.”

Kortom: Mars was dus een warme, vochtige planeet waarop volop waterstof en koolstofdioxide voorhanden was. En met behulp van modellen gingen wetenschappers na in hoeverre methanogene bacteriën het onder die omstandigheden naar hun zin zouden kunnen hebben gehad. “Ons doel was om een model te maken van de Martiaanse korst – een mix van gesteente en zout water – en daarbij gassen vanuit de atmosfeer in die grond door te laten dringen en na te gaan of methanogene microben daarmee konden leven,” aldus onderzoeker Boris Sauterey. “En het antwoord is dat deze microben over het algemeen in die korst zouden kunnen gedijen.”

In de korst
Hoewel de microben waar dit onderzoek zich op richt, afhankelijk waren van de gassen in de Marsatmosfeer – waterstof en koolstofdioxide – is het onwaarschijnlijk dat ze op het door die atmosfeer gekuste oppervlak van Mars leefden. “Het probleem is dat het zelfs op het jonge Mars nog steeds heel koud was aan het oppervlak, dus microben moesten dieper de korst in gaan om leefbare temperaturen te vinden,” aldus Ferrière. “De vraag is dan: hoe diep moet het leven gaan om de juiste temperatuur te vinden en toch ook nog te kunnen beschikken over atmosferische moleculen die ze nodig hebben om te groeien? Wij zagen dat de microbiële samenlevingen in onze modellen het gelukkigst waren in de bovenste honderden meters van de korst.”

Ondergang
Maar het geluk was van korte duur, zo suggereert het onderzoek ook. Want als methanogene bacteriën inderdaad gedijden op Mars, moeten ze in hun enthousiasme de atmosfeer en daarmee het klimaat van de rode planeet in razend tempo hebben veranderd. En niet ten goede.. “Volgens onze resultaten werd de Marsatmosfeer door de biologische activiteit heel snel – binnen enkele tientallen duizenden of honderdduizenden jaren – veranderd,” stelt Sauterey. “Doordat de microben waterstof uit de atmosfeer haalden, koelde het klimaat enorm af.” En daardoor zou de planeet weleens al heel vroeg verminderd – of zelfs onleefbaar kunnen zijn geworden. “Het probleem waar deze microben mee te maken zouden hebben gekregen, was dat de Marsatmosfeer in feite verdween, want deze werd heel dun. En daarmee verdween ook hun energiebron en dus moesten ze op zoek naar alternatieve energiebronnen. Maar in aanvulling daarop, daalde de temperatuur ook scherp en zouden ze veel dieper de korst in moeten zijn gedoken. Het is op dit moment dan ook heel lastig te zeggen hoelang Mars nog leefbaar zou zijn geweest.”

Toekomstige verkenningsmissies naar Mars kunnen daar wellicht meer inzicht in geven. Zo zouden robots – of mensen – gericht op zoek kunnen gaan naar eventuele, diep in de Marskorst verborgen sporen van vergaan leven. Maar misschien, heel misschien, is er op Mars ook nog wel meer te vinden dan dode microben alleen, zo stellen de onderzoekers voorzichtig. Zo hebben verschillende Marsverkenners – zoals Marsrover Curiosity en de Marsorbiter Mars Express – al aangetoond dat er verhoogde methaanconcentraties in de Marsatmosfeer te vinden zijn. En hoewel dat methaan niet per se een biologische oorsprong hoeft te hebben, zou het er in theorie zomaar op kunnen hinten dat er op een aantal geïsoleerde plaatsen, diep onder het oppervlak van Mars toch nog buitenaardse microben te vinden zijn die aan zelfvernietiging ontsnapt zijn.