Je leest:

Het krioelt op de rode planeet

Het krioelt op de rode planeet

Auteur: | 16 augustus 2001

Wetenschappers kunnen het maar niet eens worden over de vraag of er leven is op de planeet Mars. Maar volgens onderzoeker Gilbert Levin heeft de Amerikaanse NASA vijfentwintig jaar geleden al micro-organismen ontdekt op de rode planeet.

Mars wemelt van het leven. Geen hoogontwikkelde beschaving, geen kleine groene mannetjes, maar micro-organismen – Marsbacteriën. Dat is niet de strekking van een nieuw sciencefictionboek, en het is ook niet de mening van een geflipte onderzoeker. Nee, het bestaan van micro-organismen is een kwart eeuw geleden al op overtuigende wijze aangetoond door een NASA-experiment op het Marsoppervlak.

Waarom heeft NASA dat indertijd dan niet van de daken geschreeuwd? Waarom willen de meeste Marsonderzoekers er nog steeds niets van weten? Puur conservatisme, aldus experimentator Gilbert Levin van Spherix Inc. in Beltsville, Maryland, die vier jaar geleden voor het eerst met de opzienbarende claim naar buiten kwam. ‘In 1976 wilde niemand het risico lopen dat er iets werd aangekondigd wat later misschien weer herroepen zou moeten worden.’ Inmiddels begint het tij wat te keren. Over vijf jaar zal een nieuw Marsexperiment misschien een einde maken aan alle onzekerheid.

Foto’s van Marsbacteriën zijn er niet gemaakt door de twee Amerikaanse Viking-landers, die in de zomer van 1976 naar het Marsoppervlak afdaalden. Het bewijsmateriaal is indirect. Misschien was het indertijd dus wel heel verstandig van NASA om op zoek te gaan naar een andere verklaring voor de opmerkelijke meetresultaten. Maar die kan niet juist zijn, aldus Levin. Eind juli, op het internationale SPIE-technologiecongres in San Diego, presenteerde hij nieuwe, steekhoudende argumenten tegen de alternatieve verklaring. De conclusie lijkt onvermijdelijk: Mars leeft.

Champagne

De speurtocht naar buitenaardse micro-organismen is al honderdveertig jaar oud. In 1860 probeerde niemand minder dan Louis Pasteur om het bestaan aan te tonen van bacteriën in de Orgueil-meteoriet. Zonder succes overigens. Dat er op tal van plaatsen in het heelal leven zou voorkomen, werd indertijd algemeen geaccepteerd. Sterrenkundigen als Percival Lowell dachten zelfs dat er op de buurplaneet Mars een hoogontwikkelde beschaving zou leven. Lowells boeken en artikelen vormden de inspiratie voor ‘The War of the Worlds’ (1898), Herbert Wells’ beroemde sciencefictionroman over Marsbewoners die de aarde aanvallen.

Pas toen er voor het eerst onbemande ruimtesondes naar Mars werden gestuurd, in de loop van de jaren zestig en zeventig van de twintigste eeuw, werd duidelijk dat er geen intelligente Marsbewoners bestaan. Mars bleek een koude, droge steenwoestijn te zijn, met een ijle, giftige dampkring en een pokdalig oppervlak, waar hooguit micro-organismen en eenvoudige korstmossen zouden kunnen leven.

Het ambitieuze en peperdure Viking-project, uitgevoerd in het jaar waarin de Verenigde Staten het tweede eeuwfeest vierden, moest jacht gaan maken op Martiaans leven. Twee kolossale landingstoestellen daalden met behulp van parachutes en remraketten af naar het Marsoppervlak, deden metingen aan weer en klimaat, maakten duizenden foto’s, waaronder panorama- en stereo-opnamen, en verrichtten chemisch onderzoek aan bodemmonsters. Drie verschillende experimenten zouden antwoord geven op de vraag naar het bestaan van Marsbacteriën.

Levin denkt met plezier terug aan die hectische periode in de zomer van 1976. Hij was de leider van het labeled release (LR-)experiment, dat van een verbluffende eenvoud is. Een hapje Marszand wordt in een afgesloten container gedaan. Aan het bodemmonster worden voedingsstoffen toegevoegd, waarin radioactieve koolstofatomen voorkomen. De stofwisseling van Marsbacteriën zal een deel van die voedingsstoffen omzetten in gas. Als de lucht in de container na verloop van tijd radioactief koolstof bevat, wijst dat dus op het bestaan van leven.

‘De eerste meetresultaten lieten een sterk positief signaal zien,’ zegt Levin. ‘We hadden de champagne al besteld.’ Om zeker te weten dat het om een biologische reactie ging, werd het experiment herhaald met een bodemmonster dat eerst sterk werd verhit, zodat er geen levende bacteriën meer in konden voorkomen. ‘Dat gesteriliseerde monster gaf geen enkele reactie te zien,’ aldus Levin. Het bestaan van Marsmicroben leek aangetoond.

Of toch niet? Als er leven op Mars voorkomt, moeten er ook volop organische (koolstofhoudende) moleculen zijn. Zelfs zónder biologische activiteit verwacht je organische moleculen aan te treffen op het oppervlak van een planeet: ze worden immers voortdurend uit de ruimte aangevoerd ‘aan boord’ van meteorieten en kometen. Een tweede Viking-experiment, speciaal ontworpen om op zoek te gaan naar zulke koolwaterstoffen, bleef echter zonder resultaat. En als er op Mars geen koolwaterstoffen voorkomen, kan er ook geen leven zijn. NASA speelde op safe, en kondigde aan dat de Viking-experimenten ‘niet wijzen op het bestaan van leven.’

‘Ik had indertijd misschien wat uitgesprokener moeten zijn,’ zegt Levin nu. ‘Maar omdat ik niet aan een universiteit was verbonden [Levin richtte zijn bedrijf Spherix Inc. in 1967 op onder de naam Biospherics], werd ik door sommige andere wetenschappers toch al beschouwd als een buitenstaander. Tijdens een Viking-persconferentie zei ik dat de resultaten van mijn experiment consistent zijn met het bestaan van leven op Mars, en dat leverde me een por in mijn zij op van een NASA-official, die vond dat ik me niet zo stellig uit mocht laten.’

Nog diezelfde augustusmaand kwam de bioloog Juan Oro met een verklaring voor de schijnbaar tegenstrijdige Viking-resultaten. Dat er helemaal geen organische moleculen op Mars waren gevonden, kwam volgens Oro door de oxiderende werking van waterstofperoxide, dezelfde agressieve stof die ook gebruikt wordt om haar te blonderen. Waterstofperoxide zou hoog in de dampkring van Mars worden gevormd onder invloed van ultraviolet zonlicht (Mars heeft geen beschermende ozonlaag), en vervolgens op het oppervlak neerslaan. De organische moleculen die afkomstig zijn van kometen en meteorieten zouden afgebroken worden door reacties met waterstofperoxide, zodat er nooit leven kon ontstaan.

En de resultaten van het labeled release-experiment dan? Ook die moesten waarschijnlijk toegeschreven worden aan exotische chemische reacties van waterstofperoxide met de radioactieve voedingsstoffen. Reacties die kennelijk erg temperatuurgevoelig zijn, getuige het feit dat een verhit bodemmonster niets opmerkelijks te zien gaf.

Nagels in de doodskist

Inmiddels zijn we vijfentwintig jaar verder, en heeft de peroxidetheorie, ooit geopperd als een ad hoc alternatieve verklaring voor de Viking-experimenten, bijna de status van een wetenschappelijk paradigma. Volledig onterecht, meent Levin. Er zijn tal van redenen waarom Oro’s theorie niet juist kan zijn. Bovendien zijn er tal van redenen om te geloven dat er wel degelijk bacteriën op Mars voorkomen. Op internationale congressen, in vaktijdschriften, en op zijn website probeert hij astrobiologen, geologen en planeetonderzoekers ervan te overtuigen dat Viking in 1976 wel degelijk Marsbacteriën heeft ontdekt.

‘Dat er geen grote hoeveelheden waterstofperoxide op Mars voorkomen, is al bekend sinds de vlucht van Mariner 9 in 1972,’ aldus Levin. Een van de instrumenten aan boord van Mariner 9 deed spectroscopisch onderzoek aan de samenstelling van de Marsdampkring, en trof geen spoor van waterstofperoxide aan. Hetzelfde geldt voor recente metingen met een grote telescoop op de Kitt Peak-sterrenwacht in Arizona.

De aanwezigheid van een sterk oxiderende stof op het Marsoppervlak blijkt ook niet uit experimenten van de Mars Pathfinder, die vier jaar geleden een zachte landing op de rode planeet maakte. Pathfinder vond veel meer ijzerhoudend pyroxeen en veel minder ijzeroxide dan je zou verwachten in een sterk oxiderend milieu. Ook de resultaten van een derde Viking-experiment zijn in strijd met de waterstofperoxidetheorie. In dat experiment werd ultraviolette straling gebruikt voor de synthese van organische moleculen in bodemmonsters van Mars, en die moleculen bleven dagenlang aanwezig – van oxidatie door een agressieve stof als waterstofperoxide was geen sprake.

Op de SPIE-conferentie in San Diego sloeg Levin nog een nieuwe nagel in de doodskist van de peroxidetheorie. Zowel Viking als Pathfinder deden proeven met magneten, en in beide gevallen bleek de Marsbodem veel magnetisch materiaal te bevatten. Sterk geoxideerd ijzer, zoals het mineraal hematiet, is echter niet magnetisch. De resultaten van de magneetproeven, waaraan tot dusver nooit veel aandacht is geschonken, tonen dan ook aan dat het Marsoppervlak géén sterk oxiderende stof bevat.

Last but not least is niemand er in de afgelopen kwart eeuw in geslaagd om de resultaten van Levins labeled release-experiment in een aards laboratorium te dupliceren met behulp van waterstofperoxide, of welke andere oxiderende stof dan ook. ‘In feite bestaat er geen geloofwaardige verklaring voor de meetresultaten anders dan de aanwezigheid van micro-organismen,’ zegt hij.

Maar als er leven op Mars is, waarom heeft Viking dan geen organische moleculen aangetroffen? Heel eenvoudig, aldus Levin: de gaschromatograaf die voor dat onderzoek werd gebruikt, was niet bijster gevoelig. ‘Hoofdonderzoeker Klaus Biemann heeft zelf aangegeven dat er pas iets gedetecteerd kon worden wanneer het bodemmonster meer organische materie zou bevatten dan tien miljoen micro-organismen. Mijn experiment kon de aanwezigheid van tien micro-organismen al aantonen.’ Daar komt nog bij dat latere proeven op aarde, met een identieke gaschromatograaf, ook vaak zonder resultaat bleven bij monsters waarvan met zekerheid vaststond dat ze wemelden van de micro-organismen.

Kosmische uitwisseling

Geen waterstofperoxide op het Marsoppervlak; een onbetrouwbare gaschromatograaf – er lijkt geen enkele reden meer te zijn om nog aan een biologische interpretatie van de meetresultaten van het labeled release-experiment te twijfelen. Sterker: de afgelopen jaren hebben de indirecte bewijzen voor het bestaan van leven op Mars zich alleen maar opgestapeld.

Om te beginnen is ontdekt dat Mars lang geleden een dikkere dampkring en een veel warmer klimaat had, met zeeën en oceanen aan het oppervlak. Als er in dat verre verleden leven ontstond op aarde, is er eigenlijk geen reden om aan te nemen dat hetzelfde proces niet ook op Mars plaatsvond. Dat Marsbacteriën zich onder de huidige extreme omstandigheden op de rode planeet kunnen handhaven, hoeft ook geen verbazing meer te wekken: geologen hebben de laatste tijd micro-organismen gevonden op kilometers diepte in de aardkorst, onder het poolijs, in extreme zoutoplossingen, en zelfs in laboratoriumopstellingen waar de omstandigheden op Mars natuurgetrouw worden nagebootst.

Levin wil zelfs nog een stap verder gaan. ‘Dat Mars volledig steriel is, is tegenwoordig eigenlijk ongeloofwaardiger dan dat er leven voorkomt,’ zegt hij. Zelfs als er nooit leven op Mars is ontstaan, moeten aardse bacteriën ooit de grote oversteek naar de rode planeet hebben gemaakt. ‘Als Viking in 1976 leven op Mars heeft ontdekt, gaat het misschien wel om nakomelingen van aardse organismen,’ aldus Levin.

Zo’n kosmisch uitwisselingsprogramma is minder onwaarschijnlijk dan het op het eerste gezicht lijkt. Op aarde zijn al meer dan tien meteorieten gevonden waarvan vaststaat dat ze afkomstig zijn van Mars. Bij een zware meteorietinslag op Mars werden brokstukken alle kanten op geslingerd, en sommige ontsnapten aan het zwaartekrachtsveld van de planeet, om na verloop van tijd ingevangen te worden door de zwaartekracht van de aarde. Andersom kan ook: hoewel de aarde groter en zwaarder is dan Mars, moeten er in de loop van de miljarden jaren talloze brokstukken van de aarde de reis naar Mars hebben gemaakt.

Uit tal van proeven is gebleken dat micro-organismen in het binnenste van zo’n steen alle extreme omstandigheden van een dergelijke interplanetaire reis kunnen doorstaan: de schok van de inslag, de kosmische straling tijdens het verblijf in de ruimte en de hitte van de tocht door de dampkring. Mars is misschien lang geleden al gekoloniseerd door aardse bacteriën. Of – nog spectaculairder – het leven op aarde stamt misschien af van microben die ooit ontstaan zijn op Mars. ‘De aarde en Mars maken in feite deel uit van dezelfde biosfeer,’ zegt Levin.

Toch is nog lang niet iedereen overtuigd van Levins gelijk. Ook al bestaat er geen sluitende verklaring voor de Viking-metingen, toch blijven de meeste onderzoekers geloven dat er een chemische reactie in het spel is geweest in plaats van een biologische. Er zit maar één ding op: terug naar Mars, met een verbeterde versie van het labeled release-experiment. En Levin weet precies hoe hij dat moet inrichten om definitief een einde te maken aan de onzekerheid.

Al het leven op aarde is gebaseerd op ‘linkshandige’ aminozuren en ‘rechtshandige’ koolwaterstoffen. Het gaat hier om complexe moleculen, die in twee spiegelbeeldige (chirale) vormen voorkomen. In ‘dode’ materie komen zowel links- als rechtshandige moleculen voor, maar zodra er leven in het spel is, blijkt er een sterke voorkeur te bestaan voor één bepaalde chiraliteitsvorm.

‘Een nieuw experiment moet dubbel worden uitgevoerd,’ legt Levin uit. ‘Aan het ene bodemmonster worden radioactieve voedingsstoffen toegevoegd met overwegend linkshandige moleculen; het andere bodemmonster krijgt rechtshandig materiaal toegediend. Als er sprake is van een chemische reactie, moet die in beide gevallen even sterk zijn, aangezien de scheikunde geen voorkeur voor links- of rechtshandigheid heeft. Maar als het ene experiment een veel sterker signaal te zien geeft dan het andere, is er geen twijfel mogelijk dat er biologische activiteit in het spel is.’

Een paar jaar geleden stuurde Levin al een uitgewerkt voorstel voor zo’n chiral labeled release-experiment naar NASA, maar dat werd niet geaccepteerd. ‘Opmerkelijk,’ zegt hij, ‘want in 1996 hebben zowel NASA-topman Dan Goldin als president Clinton aangekondigd dat de speurtocht naar leven op Mars de topprioriteit is van het ruimtevaartagentschap. Merkwaardig genoeg is er sinds het Viking-tijdperk nooit meer een experiment op het Marsoppervlak uitgevoerd dat daadwerkelijk in staat was het bestaan van leven aan te tonen.’

Afgelopen voorjaar, na een presentatie op een internationaal astrobiologiecongres, werd Levin echter benaderd door twee NASA-officials die veel belangstelling toonden en hem uitnodigden om opnieuw een voorstel in te dienen. ‘Als het even mee zit, kan het experiment deel uitmaken van de Marsvluchten die in 2005 gelanceerd worden,’ zegt hij. In het voorjaar van 2006, bijna dertig jaar na de Viking-landing, zal dan eindelijk blijken wie het bij het juiste eind had.

De mooiste uitkomst zou natuurlijk zijn dat de Marsbacteriën een andere chirale voorkeur hebben dan hun aardse tegenhangers. ‘Dat zou onomstotelijk aantonen dat de organismen op Mars niet verwant zijn aan die op aarde,’ zegt Levin, ‘en dat het leven dus op meerdere plaatsen moet zijn ontstaan.’ Als dat zo is, is de vorming van leven kennelijk een vrij vanzelfsprekend proces. Dan wemelen niet alleen de blauwe en de rode planeet van het leven; dan leeft de hele kosmos.

Dit artikel is een publicatie van Allesoversterrenkunde.nl.
© Allesoversterrenkunde.nl, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 16 augustus 2001

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.