De Marsrover Perseverance heeft in oude modder op Mars organische verbindingen ontdekt, samen met mineralen die op aarde vaak ontstaan door biologische processen. Deze unieke combinatie kan een aanwijzing zijn dat er miljarden jaren geleden microbieel leven was op de rode planeet.
De rover vond kleine zwartblauwe klontjes in moddersteen. Deze “maanzaadjes”, zoals het onderzoeksteam ze in een studie in vakblad Nature noemt, bevatten een mix van organische koolstof, ijzerfosfaat en ijzersulfide. Op aarde ontstaat zo’n combinatie vaak wanneer microben organisch materiaal als voedsel gebruiken.
De ontdekking vond plaats in Neretva Vallis, een uitgedroogd rivierdal dat ooit het kratermeer Jezero voedde. Hier trof Perseverance moddergesteente aan van ongeveer 3,5 miljard jaar oud. De stenen dateren uit een tijd dat Mars nog bedekt was met vloeibaar water.
Met zijn wetenschappelijke instrumenten onderzocht de rover de gesteenten tot in detail. In de fijnkorrelige modder ontdekte hij honderden donkere vlekken van enkele honderden micrometers groot, verspreid door het gesteente. Deze vlekken bestaan uit organische koolstofverbindingen omgeven door klontjes ijzerfosfaat en ijzersulfide. Deze mineralen vormden zich bij lage temperaturen. Dat is een voorwaarde die gunstig is voor het behoud van biologische sporen.
Ook de ruimtelijke verdeling van de deeltjes is opmerkelijk. Ze liggen niet in afzonderlijke lagen, zoals bij gewone sedimentatie verwacht zou worden, maar zijn verspreid door de modder. Volgens de onderzoekers wijst dit erop dat ze ontstonden nadat de modder was afgezet, dus door chemische processen binnen het sediment zelf.
Het biologische scenario
Op aarde kennen wetenschappers deze combinatie van mineralen goed uit moerassige meren en sedimenten op de zeevloer. Daar ontstaan ze vaak als bijproduct van microbieel leven. Bacteriën gebruiken organisch materiaal als voedsel en ijzer of sulfaat om te ‘ademen’. IJzerfosfaat en ijzersulfide zijn de restproducten.
Het team ontdekte bovendien dat hoe meer organische koolstof een monster bevatte, hoe meer van deze mineralen erin zaten en hoe minder rood (geoxideerd) het gesteente was. Dit past bij het beeld van microben die organisch materiaal verteren.
Het kan ook anders
Toch zijn de onderzoekers voorzichtig met hun conclusies. Er bestaan ook niet-biologische verklaringen voor deze mineralen. Organische verbindingen kunnen op Mars ontstaan door chemische processen in gesteente, of worden aangevoerd door kometen en meteorieten.
De grootste uitdaging voor dit scenario is de vorming van een specifiek ijzersulfide genaamd greigiet. Op aarde gebeurt dit vrijwel altijd door bacteriële processen. Dit proces is zonder leven wel mogelijk, maar vereist temperaturen boven 150 tot 200 graden Celsius. Het gesteente toont echter geen tekenen van zo’n verhitting. Het biologische scenario lijkt dus beter te passen.
Verschillende ingrediënten
De ontdekking is dan ook bijzonder omdat het verschillende ingrediënten voor leven combineert op één locatie. Eerdere vondsten van organische verbindingen op Mars waren waardevolle aanwijzingen, maar misten net dat extra beetje.
Maar hoewel de vondst veelbelovend is, kunnen de instrumenten van Perseverance geen definitief onderscheid maken tussen een biologische en niet-biologische oorsprong. Daarvoor zijn veel gevoeligere analyses nodig dan op Mars mogelijk zijn vanop afstand.
Wachten op monsters
Het echte antwoord moet komen van de monsters die Perseverance verzamelt voor een toekomstige geplande terugkeermissie, de Mars Sample Return-missie. De organische verbindingen zouden op aarde in detail geanalyseerd kunnen worden. Wetenschappers kunnen zo naar specifieke moleculen zoeken die alleen door leven ontstaan.
Vandaag de dag staat de Mars Sample Return-missie nog in de startblokken. Oorspronkelijk stond een terugkeer voor 2033 op de agenda, maar NASA schat nu dat een terugkeer rond 2040 realistischer is. Door oplopende kosten en technische uitdagingen zoekt het ruimteagentschap naar goedkopere en efficiëntere oplossingen. En tot die er komen, blijft het gissen of er al dan niet leven was op Mars, miljarden jaren geleden.
