NASA/JPL-Caltech
Terwijl wij ons dagelijkse leven op aarde voortzetten, struint een robot met nucleaire energie ter grootte van een kleine auto rond op Mars op zoek naar fossielen. In tegenstelling tot zijn voorganger Curiosity is Nasa’s Perseverance rover expliciet bedoeld om “te zoeken naar mogelijk bewijs van vroeger leven”, volgens de officiële missiedoelen.
Jezero Crater werd gekozen als landingsplaats, voornamelijk omdat het de overblijfselen bevat van oude modder en andere sedimenten die werden afgezet waar een rivier meer dan 3 miljard jaar geleden uitmondde in een meer. We weten niet of er leven was in dat meer, maar als dat er was, zou Perseverance er bewijs van kunnen vinden.
We kunnen ons voorstellen dat Perseverance grote, goed geconserveerde fossielen van microbiële kolonies tegenkomt – misschien lijkend op de koolachtige “stromatolieten” die door zonne-energie aangedreven bacteriën produceerden langs oude kustlijnen op Aarde. Fossielen als deze zouden groot genoeg zijn om duidelijk te zien met de camera’s van de rover en zouden ook chemisch bewijs kunnen bevatten voor oud leven, wat de spectroscopische instrumenten van de rover zouden kunnen detecteren.
Maar zelfs in zulke extreem optimistische scenario’s zouden we er niet helemaal zeker van zijn dat we fossielen hebben gevonden totdat we ze onder de microscoop kunnen bekijken in laboratoria op aarde. Dat komt omdat het mogelijk is dat geologische kenmerken die geproduceerd zijn door niet-biologische processen op fossielen lijken. Dit worden pseudofossielen genoemd. Daarom zoekt Perseverance niet alleen naar fossielen ter plekke: er worden ook monsters verzameld. Als alles goed gaat, zullen ongeveer 30 specimens worden teruggebracht naar de aarde door een vervolgmissie, die is gepland in samenwerking met het Europees Ruimteagentschap (Esa).
Eerder deze maand kondigde Nasa aan dat een bijzonder intrigerend monster, de 24e voor Perseverance en informeel “Comet Geyser” genoemd, was toegevoegd aan de groeiende collectie van de rover. Dit monster komt van een ontsluiting genaamd Bunsen Peak, onderdeel van een rotsachtige afzetting genaamd de Margin Unit die dicht bij de rand van de krater ligt.
Deze gesteente-eenheid kan zich hebben gevormd langs de oever van het oude meer. Rover-instrumenten hebben aangetoond dat het Bunsen Peak-monster wordt gedomineerd door carbonaatmineralen (het hoofdbestanddeel van gesteenten zoals kalksteen, krijt en travertijn op aarde).
De kleine carbonaatkorrels zijn aan elkaar gecementeerd met pure silica (vergelijkbaar met opaal of kwarts). Het persbericht van Nasa citeert Ken Farley, projectwetenschapper voor Perseverance, die zegt: “Dit is het soort gesteente dat we hoopten te vinden toen we besloten Jezero Crater te onderzoeken.”
Perseverance boorde in Bunsen Peak en onthulde de witte kleur binnenin de rots.
NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS
Maar wat is er zo bijzonder aan carbonaten? En wat maakt het Bunsen Peak-monster bijzonder opwindend vanuit het oogpunt van astrobiologie, de studie naar leven in het heelal? Ten eerste kan dit gesteente gevormd zijn onder omstandigheden die wij als bewoonbaar zouden herkennen: in staat om het metabolisme van het leven zoals wij dat kennen te ondersteunen.
Eén ingrediënt van bewoonbaarheid is de beschikbaarheid van water. Carbonaat en silica mineralen kunnen beide gevormd worden door directe neerslag uit vloeibaar water. Monster 24 kan uit het water van het meer zijn neergeslagen onder temperaturen en chemische omstandigheden die compatibel zijn met leven, hoewel er andere mogelijkheden kunnen zijn die getest moeten worden. In feite zijn carbonaatmineralen verbazingwekkend zeldzaam op Mars, waar altijd veel CO₂ beschikbaar is geweest.
In de natte omgevingen van het vroege Mars zou die CO₂ opgelost moeten zijn in water en gereageerd moeten hebben om carbonaatmineralen te vormen. Analyse van Bunsen Peak en van Sample 24 als het naar de aarde wordt gestuurd, kan ons uiteindelijk helpen dit mysterie op te lossen. Eén zijde van de ontsluiting heeft een aantal interessante ruwe en streperige texturen die de oorsprong zouden kunnen verduidelijken, maar ze zijn moeilijk te interpreteren zonder meer gegevens.
Ten tweede weten we van voorbeelden op aarde dat oude sedimentaire carbonaten prachtige fossielen kunnen opleveren. Zulke fossielen zijn onder andere stromatolieten die bestaan uit carbonaatkristallen die direct door bacteriën zijn neergeslagen. Perseverance heeft hier geen overtuigende voorbeelden van gezien.
Er zijn enkele concentrische cirkelvormige patronen in de Marge Unit, maar die zijn vrijwel zeker een effect van verwering. Zelfs waar stromatolieten afwezig zijn, bevatten sommige oude carbonaten op aarde fossiele kolonies van microbiële cellen, die spookachtige sculpturen vormen waar de oorspronkelijke celstructuren zijn vervangen door mineralen.
De kleine korrelgrootte van het “Comet Geyser” monster duidt op een hoger potentieel om delicate fossielen te bewaren. Onder sommige omstandigheden kunnen fijnkorrelige carbonaten zelfs organisch materiaal vasthouden — de gemodificeerde overblijfselen van de vetten, pigmenten en andere verbindingen waaruit levende wezens bestaan. Het silicacement maakt deze conservering waarschijnlijker: silica is over het algemeen harder, inert en minder doorlaatbaar dan carbonaat en kan fossiele microben en organische moleculen in rotsen beschermen tegen chemische en fysische veranderingen gedurende miljarden jaren.
Toen mijn collega’s en ik een wetenschappelijk artikel schreven met de titel A Field Guide to Fossils Finding on Mars ter voorbereiding op deze missie, adviseerden we expliciet om fijnkorrelige, silicaat-gecementeerde rotsen te bemonsteren om deze redenen. Om dit gesteente open te breken en zijn geheimen te onderzoeken, moeten we het natuurlijk terug naar de aarde brengen.
Een onafhankelijk onderzoek bekritiseerde onlangs de plannen van Nasa voor de terugkeer van monsters van Mars als te riskant, te traag en te duur. Aangepaste missie-architecturen worden nu geëvalueerd om deze uitdagingen aan te gaan. Ondertussen zijn honderden briljante wetenschappers en ingenieurs van Nasa’s Jet Propulsion Laboratory in Californië hun baan kwijtgeraakt omdat het Amerikaanse Congres de financiering voor de terugkeer van Marsmonsters effectief verminderde door niet de nodige steun toe te zeggen.
De terugkeer van Marsmonsters blijft de hoogste prioriteit van Nasa op het gebied van planetaire wetenschap en wordt sterk gesteund door de planetaire wetenschapsgemeenschap over de hele wereld. De monsters van Perseverance kunnen onze kijk op het leven in het heelal radicaal veranderen. Zelfs als ze geen fossielen of biomoleculen bevatten, zullen ze tientallen jaren onderzoek voeden en toekomstige generaties een compleet nieuwe kijk op Mars geven. Laten we hopen dat Nasa en de Amerikaanse regering de naam van hun rover waar kunnen maken en door kunnen zetten.
Sean McMahon heeft financiering ontvangen van Nasa.
