Diep onder het aardoppervlak liggen prachtig gekleurde rots- en mineraalafzettingen verscholen in het duister. Totdat wetenschappers naar binnen kropen, door ijskoud water waadden en een UV-lamp meebrachten: ineens lichtten de wanden op in felle tinten roze, blauw en groen, de beelden doen bijna buitenaards aan.
De bijzondere pracht en praal wordt veroorzaakt door sporen van mineralen die miljoenen jaren geleden in de rotsen zijn terechtgekomen. Wetenschappers gebruiken dit soort fluorescerende patronen om te ontdekken hoe grotten zijn ontstaan en hoe organismen overleven in donkere, kille omgevingen. En dat kan weer aanwijzingen geven over buitenaards leven hier ver vandaan, zoals op Europa, de ijzige maan van Jupiter.
“Het doel van dit project is om te begrijpen wat voor chemische processen diep onder het oppervlak plaatsvinden en op wat voor manier de lokale levensvormen hiervan kunnen profiteren”, zegt astrobioloog Joshua Sebree van de University of Northern Iowa.
Oeroud verhaal
Sebree en zijn studenten onderzochten onder meer de Wind Cave in South Dakota, die waarschijnlijk veel gemeen heeft met de maan Europa (en een stuk makkelijker te bezoeken is). De grotonderzoekers namen UV-lampen mee naar beneden en speurden naar lichtgevende mineralen. Op het oog doodnormale bruine rotswanden begonnen opeens fel te gloeien. “Wat eerst oninteressant leek, werd met behulp van de blacklightlamp opeens een spectaculaire fluorescerende laag mineraal. Op deze manier kunnen we zien waar tien- of twintigduizend jaar geleden nog water stond”, vertelt Sebree.
Normaal gesproken hakken wetenschappers een stuk steen af en nemen ze dat mee naar het lab om te onderzoeken. Maar dat is nu niet meer nodig, omdat het team een draagbare spectrometer bij zich had. Zo meten ze ter plekke welk licht de mineralen uitstralen en kunnen ze hun gegevens verzamelen zonder de grot te beschadigen.
Grote uitdagingen
Onderzoek doen in een grot is geen simpel karwei. Neem de Mystery Cave in Minnesota waar het altijd 9 graden Celsius is. Hier moesten de onderzoekers de batterijen van hun apparatuur warm houden in handschoenen om stroomuitval te voorkomen. Soms wurmden de speleologen zich door spleten van nog geen 30 centimeter breed en stonden ze tot de knieën in ijskoud water hun metingen te doen. Af en toe verdween er zelfs een schoen of broek in de modder.
Maar de spannende ondergrondse expedities leverden een schat aan nieuwe informatie op. In de Wind Cave ontdekten ze bijvoorbeeld dat water met veel mangaan niet alleen de grot heeft uitgesleten, maar ondertussen ook zorgde voor de afzetting van een laag roze glimmende ‘zebra’-calciet. Dit is een fragiel soort kalksteen, zwakker dan het omliggende gesteente dat ook uit kalksteen bestaat. Toen de calciet afbrak, werd de grot dan ook een stuk groter. Sebree: “Dit mechanisme hebben we nog niet eerder gezien.”
Spannend veldwerk
Student Anna Van Der Weide van de University of Northern Iowa vond het veldwerk geweldig. “Het was gaaf om te zien hoe je functioneert in zo’n speciale omgeving en de wetenschap in de praktijk brengt onder bijzondere omstandigheden”, vertelt zij.
Sebree wil in zijn vervolgonderzoek de nauwkeurigheid van de lokale UV-lichtmetingen controleren door het op allerlei manieren te vergelijken met de traditionele, destructieve methodes. Ook wil hij de samenstelling van het grotwater verder onderzoeken, dat ook oplicht onder de blacklights. Zo hoopt hij meer te weten te komen over hoe het leven op Aarde verbonden is met wat er diep onder de grond leeft. En hij hoopt een antwoord te vinden op de vraag of vergelijkbare waterbronnen in verre uithoeken van ons zonnestelsel misschien ook leven kunnen herbergen.
