Maanzaadjes op Mars, maar dan zonder de hype van buitenaards leven

Weer waren er opeens ‘tekenen van buitenaards leven’ in het nieuws. In april meldde een onderzoeksteam van de universiteit van Cambridge dat er chemische sporen van leven waren gezien in de atmosfeer van K2-18b, een planeet op 124 lichtjaar afstand van de aarde. Met hulp van de James Webb-ruimtetelescoop zou in de atmosfeer dimethylsulfide ontdekt zijn, een gas dat op aarde alleen wordt geproduceerd door micro-organismen zoals plankton.

Onmiddellijk uitten andere wetenschappers zware kritiek op het onderzoek en de manier waarop auteur Nikku Madhusadhan de schijnwerpers opzocht, met een persconferentie en een persbericht waarin het ging over „een oceaan die krioelt van het leven”.

„Dit is nou precies hoe het niet moet: op zo’n manier vraag je veel aandacht voor iets wat nog lang niet zeker is, wat je eigenlijk eerst binnen de wetenschappelijke gemeenschap zou moeten bediscussiëren”, zegt Inge Loes ten Kate. Ten Kate is astrobioloog aan de faculteit Geowetenschappen van de Universiteit Utrecht. Ze is geïnteresseerd in de oorsprong van het leven op aarde, en de verwante vraag of er ergens buitenaards leven te vinden is.

En inderdaad: al snel verschenen er studies waar de dimethylsulfide-metingen verklaard worden met stoffen die ook gevonden zijn op de (voorzover we weten) levenloze planeten Jupiter, Saturnus en op Saturnus-maan Titan. Madhusudhan houdt voet bij stuk: „We zien die signalen – dat is de kern van de zaak”, zei hij vorige week tegen het vakblad Science.

„Je hebt gezien hoe het ook kan”, zegt Ten Kate. Een paar weken vóór het K2-18b-bericht had ze me uitgenodigd om samen te kijken naar de livestream van een presentatie tijdens de 56th Lunar and Planetary Science Conference in Texas, waarin wetenschappers óók de ontdekking van mogelijke tekenen van buitenaards leven aankondigen, maar dan op een heel andere manier: voorzichtig, feiten scheidend van interpretaties, onder collega’s en zonder superlatieven. Alleen de website van Nature schreef erover.

Intrigerend gesteente

Wel was er een sprekende beschrijving: ‘maanzaadjes’ en ‘luipaardvlekken’. Daaraan deden de eigenaardige spikkels denken die Mars-onderzoekers Joel Hurowitz van de Stony Brook-universiteit in New York hadden ontdekt op een steen in een oude rivierbedding op Mars. De best passende verklaring lijkt de vroegere aanwezigheid van micro-organismen, beargumenteren Hurowitz en negentig collega-onderzoekers in een kort artikel dat bezoekers al vóór het congres konden lezen. Een peerreviewed – door deskundige collega’s becommentarieerd – artikel in het vakblad Nature Communications is in voorbereiding.

‘Maanzaadjes’ (grote cirkel) en een ‘luipaardvlek’ (kleine cirkel).
Foto NASA

Vinder van het intrigerende gesteente is NASA’s robotkar Perseverance, die op 18 februari 2021 landde bij de Jezero-krater, een inslagkrater op Mars. Voordat Mars 3,8 miljard jaar geleden zijn atmosfeer grotendeels kwijtraakte en veranderde in een ijskoude, kurkdroge woestijn, stond deze krater vol water. Dat was naar binnen gestroomd door een bres in de kraterwand. Op de bodem van de rivierbedding die zich daar vormde, vond Perseverance in juli 2024 een gesteente met een eigenaardig vlekkenpatroon.

Op het rossige gesteente – de kleur wordt veroorzaakt door roestkleurige geoxideerde ijzerhoudende mineralen – zijn scherp afgetekende donkere stippen te zien, ongeveer een tiende millimeter breed, die de onderzoekers ‘maanzaadjes’ noemen. Daartussen zijn iets grotere kringen te zien, tussen 0,2 en 1 millimeter, die met wat fantasie wel doen denken aan de vlekken van een luipaard. Binnenin de luipaardvlekken is het rossige gesteente opgebleekt.

Perseverance deed metingen aan het gesteente met PIXL, een apparaat dat röntgenstraling meet en Sherloc, een zogeheten ramanspectrometer die het spectrum van terugkaatsend ultraviolet licht analyseert. „Met hulp van het ramanspectrum zien we organisch materiaal”, vertelt Hurowitz, ofwel materiaal met veel koolstof-koolstofbindingen, „en dat signaal is het sterkste in de meest verbleekte plekken midden in de luipaard-vlekken.”

Natte modder

Een mogelijke interpretatie is dat er ooit, toen het gesteente nog natte modder was, kolonies van micro-organismen in huisden. „Die zijn nu zelf allang dood, maar ze laten sporen na”, zegt Ten Kate, „het is een beetje vergelijkbaar met ‘het weer’.” Dat zijn de donkere, onuitwasbare spikkeltjes die verschijnen in de bekleding van zeilen of tuinbanken als die te lang nat zijn geweest. „Ook al was je die op 90 graden, die vlekken krijg je er niet uit. Het zijn organische resten die niet oplosbaar zijn.”

Ook de vondst van organische moleculen klopt met dat verhaal, al is het op zichzelf zeker geen bewijs. „We weten inmiddels dat talloze complexe organische moleculen gevormd zijn in de buitenste regionen van het zonnestelsel”, zegt Ten Kate. Zo werden in een monster van de planetoïde Bennu zo’n zestienduizend verschillende koolstof- en stikstofhoudende moleculen aangetroffen.

Eén theorie over de oorsprong van het leven houdt in dat zulke stoffen, naar aarde gevallen in meteorieten, een soort starterkit voor het leven zijn geweest. „Maar dat houdt ook in dat je bij de vondst van complexe organische moleculen niet kunt zeggen: zie je wel, leven!”, zegt Ten Kate.

Nog een aanwijzing is het plaatselijke opbleken binnen in de luipaardvlekken, dus precies waar het organische materiaal zit. Die wijst op reductie, het tegenovergestelde van oxidatie, van de ijzeratomen in de steen. Dat proces vindt op aarde alleen plaats onder invloed van micro-organismen. Maar wat op aarde geldt, hoeft niet op Mars te gelden: misschien bestaat daar wel een ‘abiotisch’ reductieproces, een proces waar geen levensvormen aan te pas komen.

Er is geen gegil, niet jezelf overschreeuwen. Dat vind ik heel goed

Inge Loes ten Kate
astrobioloog

Nog weer een aanwijzing zijn de scherpe contouren van de maanzaadjes en de luipaardvlekken. Als er al abiotische chemische processen bestaan die reductie kunnen veroorzaken, is het lastig voor te stellen waarom die dan op de ene plaats niet, en een tiende millimeter verderop wel plaatsvinden. Ten Kate: „Dat wijst ook op een microbiële vorm van leven, die kleine kolonies kunnen vormen.”

Toch is Ten Kate na afloop van de presentatie nog niet overtuigd, „Dat het een potential biosignature is, daar ben ik het mee eens. Het is interessant genoeg om te blijven graven en om te blijven denken: hoe kan dit nou? Maar bewijs, dat is het nog lang niet. En zo wordt het ook niet gepresenteerd: er is geen gegil, niet jezelf overschreeuwen. Dat vind ik echt heel goed.”

De ontdekking van buitenaards leven, zelfs al zouden het alleen maar micro-organismen zijn, zou een ontdekking zijn van de buitencategorie. Het zou consequenties hebben voor onze ideeën over het ontstaan van het leven, van hoe vaak dat blijkbaar gebeurt, hoe gemakkelijk het zich verspreidt, en uiteindelijk zelfs voor de vraag of we als intelligente soort alleen zijn in het heelal.

Maar misschien wel het grootste probleem bij de zoektocht is dat we geen idee hebben hoe buitenaards leven eruit zou moeten zien. Maakt het ook gebruik van dna, water, eiwitten en andere bekende biomoleculen? Is het überhaupt gebaseerd op koolstofverbindingen? Of leunt het op een heel ander soort chemie of nog anderssoortige patronen? Omdat er in het laatste geval nauwelijks zinnige aanknopingspunten zijn, gaan astrobiologen vaak toch maar uit van koolstofchemie.

Moeilijk te verklaren

Een veelgebruikte redenering is dat levende processen sporen of biosignatures nalaten: verschijnselen die zonder leven moeilijk te verklaren zijn. Zoals dimethylsulfide, of bijvoorbeeld het chemisch reactieve zuurstof in onze eigen atmosfeer, drie miljard jaar geleden geproduceerd door blauwalgen. Probleem is wel dat er voor veel biosignatures vaak ook abiotische processen denkbaar zijn, zoals vulkanische of andere geochemische processen. Die moet je allemaal uitsluiten.

Een praktische complicatie is dat het erg lastig is om metingen te doen op miljoenen kilometers afstand – in het geval van Mars – of zelfs honderden lichtjaren, zoals bij de planeet K2-18b. Perseverance heeft een aantal hightechmeetinstrumenten aan boord, maar vergeleken met wat mogelijk is in aardse laboratoria, zijn ze beperkt. „Je zou veel preciezer de samenstellingen van die vlekken willen meten met allerlei technieken”, zegt Ten Kate. „Daarom willen we ook heel graag de monsters terughalen.”

En dat was ook het plan. Waar eerdere Marssondes alles zelf moesten doen, verzamelt Perseverance 38 interessante gesteentemonsters, om die later op te kunnen halen voor analyse op aarde. Ook van de maanzaadjes en luipaardvlekken is een monster opgeslagen in een titanium buisje.

Maar of dat buisje ooit thuiskomt? De geplande ruimtemissie van NASA en de Europese ruimtevaartorganisatie ESA, werktitel Mars Sample-Return (MSR), verkeert in zwaar weer. In september 2024 bleek dat de kosten van de missie, nu nog in het ontwerpstadium, al waren opgelopen van 7 miljard naar 11 miljard dollar. In de laatste voorstellen van het Amerikaanse Witte Huis voor het NASA-budget wordt MSR dan ook gewoon geschrapt, ten gunste van bemande reizen naar Mars. Sommige mensen brengen liever leven naar Mars, dan het er op te halen.

Buitenaards levenWaar hebben we dat eerder gehoord?

Vermeende sporen van leven buiten de aarde spraken enorm tot de verbeelding. Maar bij nadere inspectie bleef er weinig van over. Vier beroemde casussen.

Kanalen op Mars

In 1877 beschreef de Italiaanse astronoom Giovanni Schiaparelli canali op Mars, schijnbaar rechte lijnen die leken op aardse waterwegen. De Britse astronoom Percival Lowell interpreteerde dit als woord ‘kanalen’, en ging ervan uit dat ze gegraven waren door Marsbewoners. Waarschijnlijk waren Schiaparelli’s canali optische illusies, in de hand gewerkt door imperfecties in telescooplenzen.

Little Green Men

In november 1967 maakte astronoom Jocelyn Bell Burnell de opnamen met de nieuwe radiotelescoop van haar universiteit in Cambridge. Ze ontdekte een radiopulsen die heel precies om de 1,337 seconden terugkwamen. Radiostoringen, dachten zij en haar begeleider eerst, maar de pulsen kwamen duidelijk uit één richting aan de hemel. Toen er een tweede pulserende bron ontdekt werd, noemden astronomen het signaal half-grappend LGM-1, naar ‘Little Green Men’ ofwel ‘kleine groene mannetjes’.

De pulsen bleken afkomstig van snel rondtollende neutronensterren, die ‘pulsars’ gedoopt werden. „We geloofden niet echt dat we signalen van een andere beschaving hadden opgepikt, maar het idee was natuurlijk bij ons opgekomen”, schreef Bell er later over.

Nanoknolletjes in Marsmeteoriet

In 1996 vonden onderzoekers in de 1,93 kilo zware meteoriet ALH84001, afkomstig van Mars, minuscule bolletjesstructuren. Deze nanoknolletjes van zo’n 20 tot 100 nanometer interpreteerden ze als gefossiliseerde ‘nanobacteriën’, hypothetische bacteriën kleiner dan alle bestaande micro-organismen.

De ontdekking van mogelijk buitenaards leven werd wereldnieuws. Zelfs de Amerikaanse president Bill Clinton maakte er een statement over, ter meerdere eer en glorie van de wetenschappers en NASA’s ruimteprogramma.

Maar sceptici vonden andere verklaringen voor het ontstaan van de nanoknolletjes, die ook veel te klein lijken om te kunnen functioneren als cellen. Inmiddels zijn er nog maar weinig wetenschappers die geloven dat ze ooit geleefd hebben. Wel hebben ze het vakgebied astrobiologie in het leven geroepen

Fosfine op Venus

Fosfine, ofwel PH3, is een stinkend, giftig, en chemisch instabiel gas dat op aarde door sommige bacteriën wordt geproduceerd. Groot was de verrassing toen een team van onderzoekers in 2020 aankondigden dat ze met de radiotelescoop ALMA in Chili sporen van fosfine hadden gedetecteerd hoog in de atmosfeer van Venus.

Venus, onze buurplaneet, lijkt op het eerste gezicht niet erg geschikt voor leven. Aan het oppervlak is het zo’n 450 graden Celsius, en hoog daarboven drijft een dicht wolkendek van onder andere zwavelzuur. Geen omgeving waar fosfine kan ontstaan of lang kan bestaan.

Dat maakte de ontdekking juist tot mogelijke biosignature, zei Sara Seager, een van de auteurs van een artikel in Nature Astronomy, tegen CNN. „Er gebeurt iets compleet onverwachts en heel intrigerends op Venus, dat de onverwachte aanwezigheid van kleine hoeveelheden fosfine-gas produceert.”

Expliciet claimen dat ze leven op Venus ontdekt hadden, deed ze niet, al trokken veel media zelf wel die conclusie. Maar de metingen bleken niet erg robuust, en vijf jaar later accepteren maar weinig onderzoekers de vondst van fosfine op Venus, en de interpretatie als spoor van mogelijk leven.