Nooit eerder zijn er op Mars zulke lange organische moleculen gevonden. De lange koolstofketens bevatten twaalf opeenvolgende koolstofatomen en hebben mogelijk kenmerken van de vetzuren die op aarde voor biologische activiteit hebben gezorgd.
Het fragiele materiaal is de afgelopen 3,7 miljard jaar op bijzondere wijze bewaard gebleven in een kleimonster en nu dus ontdekt door NASA’s Marsrover Curiosity, die al sinds 2012 de Gale-krater afstruint. Het dateert dus uit de periode waarin het leven op aarde ontstond.
Chemische sporen van oud leven
We spraken erover met hoofdonderzoeker Caroline Freissinet van het Franse nationale onderzoeksinstituut CNRS. Ze legt uit wat deze lange moleculen nu zo bijzonder maakt in vergelijking met wat er eerder is gevonden. “De ontdekte moleculen bestaan uit tien, elf en twaalf lineaire koolstofketens, bekend als alkanen of koolwaterstoffen. Dit verschilt aanzienlijk van eerdere ontdekkingen, waarbij het ging om aromatische moleculen, dat wil zeggen cirkelvormige ringen, van maximaal zes koolstofatomen. Cirkelvormige ringen zijn stabieler dan lineaire moleculen”, verklaart Freissinet. “Het feit dat fragiele lineaire moleculen 3,7 miljard jaar na hun ontstaan nog steeds aanwezig zijn op het oppervlak van Mars, maakt nog meer nieuwe ontdekkingen mogelijk: als er miljarden jaren geleden ooit leven op Mars is verschenen, op het moment dat er leven op aarde ontstond, zijn er vandaag de dag mogelijk nog steeds chemische sporen van dit oude leven aanwezig die wij kunnen detecteren.”
Geluk met vondst
Maar het is nog lang niet zeker dat deze organische moleculen een teken zijn dat er ooit leven op Mars was. “Het is bekend dat abiotische, oftewel niet-biologische, synthese van alkanen op grote schaal plaatsvindt via een chemische reactie die bekend staat als Fischer-Tropsch”, legt de wetenschapper uit. “De afbraak van alle soorten celmembranen van levende organismen zou echter ook leiden tot dezelfde langeketenalkanen. Op dit moment kunnen we geen onderscheid maken tussen een chemische of biologische oorsprong van de langeketenalkanen die op Mars zijn ontdekt: beide opties moeten worden overwogen.”
Maar dát de wetenschappers überhaupt op zulke oude, kwetsbare moleculen zijn gestuit, is al heel bijzonder. “We hadden een beetje geluk bij deze vondst. Het Cumberland-monster, zoals het wordt genoemd, bevat 20 procent klei, die bestaat uit lagen waar organische moleculen zich kunnen ophopen, die langdurig bewaard blijven als ze uitdrogen”, verklaart Freissinet de zeldzame ontdekking. “Bovendien is aangetoond dat het Cumberland-monster het grootste deel van de tijd begraven is geweest in de Martiaanse korst. Omdat het 3,7 miljard jaar geleden werd afgezet in een waterrijke omgeving, kon het worden teruggevonden in sedimenten. Pas onlangs – nog altijd 80 miljoen jaar geleden – werd dit monster door erosie weer blootgesteld aan het oppervlak van Mars. Het grootste deel van de tijd waren de organische moleculen in de klei dus beschermd.”
Grote uitzondering
Over dit Cumberland-monster heeft Freissinet nog wel meer te vertellen. Het is namelijk een enorme uitzondering als je het vergelijkt met wat Marsrover Curiosity verder nog heeft gevonden. “We worden geplaagd door Cumberland. Dit monster is uniek in vergelijking met de andere plekken die Curiosity onderzocht. Denk aan de aanwezigheid van nitraten (beschikbare stikstof), grote zwavelisotopenfractionering (waarbij de verhouding van verschillende zwavelisotopen verandert), verarmde koolstofisotopen in het methaan dat uit de bodem vrijkomt, de grootste hoeveelheid organische stoffen en nu die langeketenkoolwaterstoffen. Hoewel deze kenmerken allemaal abiotisch verklaard kunnen worden, tonen de resultaten samen aan dat Cumberland een heel bijzondere geochemische geschiedenis heeft doorgemaakt”, aldus de wetenschapper.
Spannend voor toekomstige missies
De nieuwe ontdekking is dan ook superspannend voor toekomstige Mars-missies. “Het geeft ten eerste het vertrouwen dat we geweldige resultaten kunnen boeken op deze planeet. Ten tweede helpt het bij het in kaart brengen van de beste plekken om organisch materiaal te vinden op Mars: monsters die rijk zijn aan klei bijvoorbeeld.” De Europese ExoMars 2028-missie (omgedoopt tot Rosalind Franklin) wordt de eerste missie sinds Viking 1976 die direct op zoek gaat naar leven op Mars. “ExoMars zal monsters kunnen boren en analyseren tot 2 meter onder het oppervlak, waar het monster beschermd is tegen de harde omgeving van Mars. Er is geen geluk nodig om geweldige dingen te vinden, het zal hoe dan ook fantastisch zijn”, klinkt het enthousiast.
Dat de Marsmonsters terug naar de Aarde komen, duurt nog wel even. “Misschien eind 2030”, hoopt de onderzoeker. “De monsters kunnen wel of niet zo opwindend zijn als Cumberland, maar één ding is zeker: als er leven aanwezig was in een van de monsters, zullen we het zeker vinden met onze aardse instrumenten.”
