Onderzoek suggereert dat de planeet honderden miljoenen jaren op rij in staat was om een ondergrondse wereldwijde biosfeer draaiende te houden.

Onder het oppervlak van de aarde leven tal van microben. Ze moeten het zonder zonlicht stellen en hebben dus een andere manier ontwikkeld om aan energie te komen. Vaak ontdoen ze daartoe moleculen in hun omgeving van elektronen. Met name opgelost moleculair waterstof is een goede bron van elektronen en wordt veelvuldig door deze ondergrondse microbiële ecosystemen gebruikt. Nieuw onderzoek toont nu aan dat er in het verleden ook heel wat van dat waterstof onder het oppervlak van Mars te vinden was. “Wij tonen – op basis van natuurkundige en scheikundige berekeningen – aan dat er onder het oppervlak van Mars in het verleden waarschijnlijk voldoende opgeloste waterstof te vinden was om een wereldwijde, ondergrondse biosfeer draaiende te houden,” stelt onderzoeker Jesse Tarnas.

Radiolyse
Het opgeloste waterstof is het product van radiolyse: een proces waarbij straling ervoor zorgt dat watermoleculen uiteenvallen in hun twee bestanddelen: waterstof en zuurstof. Middels dit proces zouden er 4 miljard jaar geleden behoorlijk hoge waterstofconcentraties in de Marskorst zijn ontstaan. De concentraties zouden grofweg vergelijkbaar zijn geweest met de concentraties die we aantreffen in de aardkorst en waar talloze aardse microben nog altijd hun voordeel mee doen.

Zoektocht naar leven
Met het onderzoek willen de wetenschappers zeker niet beweren dat er leven op Mars is geweest. Wat het onderzoek dan wel suggereert? Als er ooit leven op de rode planeet is ontstaan, kon het dankzij ondergrondse, cruciale ingrediënten voor leven waarschijnlijk honderden miljoenen jaren stand houden. Daarnaast biedt het onderzoek ook handvaten in de zoektocht naar (sporen van) buitenaards leven op Mars. Zo lijkt het verstandig om die zoektocht voort te zetten op plekken waar ondergrondse lagen bloot zijn komen te liggen. “Eén van de meest interessante opties is het kijken naar megabreccie-blokken: stukken ondergronds gesteente die door meteorietinslagen bloot zijn komen te liggen,” vertelt onderzoeker Jesse Tarnas. “Veel van deze blokken komen uit de dieper gelegen leefbare zone en liggen nu gewoon – vaak zonder al te veel te zijn veranderd – aan het oppervlak.”

De Marsrover die NASA in 2020 naar Mars wil sturen. Afbeelding: NASA / JPL-Caltech.

Mars 2020
Op dit moment denkt NASA na over een geschikte landingsplek voor een nieuwe Marsrover die in 2020 gelanceerd moet worden. Op twee van de landingsplekken die NASA overweegt, zijn de genoemde breccie-blokken te vinden. “De missie van de 2020-rover is zoeken naar sporen van leven,” stelt onderzoeker Jack Mustard. “Gebieden waar restanten te vinden zijn van deze ondergrondse leefbare zone – wat wel eens de grootste leefbare zone op de planeet kan zijn geweest – lijken een goede plek om te zoeken.”

Water
Het idee dat er ooit leven is geweest op Mars werd decennia geleden aangewakkerd door de ontdekking van rivierbeddingen en restanten van meren op de rode planeet. Deze ontdekkingen suggereren dat op de nu droge en koude planeet ooit volop water – een cruciaal ingrediënt voor leven zoals wij dat kennen – voorhanden was. Grote vraag is echter hoelang het water rijkelijk over Mars stroomde. Onderzoekers weten het niet goed. Klimaatmodellen suggereren dat de temperaturen op het jonge Mars zelden boven het vriespunt uitkwamen en dat de periode waarin stromend water over Mars gutste van korte duur was. Het laatste scenario is niet heel aantrekkelijk voor leven, dat – afgaand op wat we hier op aarde zien – toch wel enige tijd nodig heeft om te ontstaan en evolueren. Geen wonder dat sommige onderzoekers hun blik niet langer op het oppervlak van Mars richten en nu vermoeden dat als er leven op de rode planeet is geweest, het zich onder het oppervlak ophield. “De vraag is dan: wat was de aard van dit ondergrondse leven – als het heeft bestaan – en hoe kwam het aan energie?” stelt Mustard. “We weten dat radiolyse ondergrondse microben op aarde van energie voorziet.” En dit onderzoek suggereert nu dat hetzelfde proces ook voldoende energie kan hebben geleverd aan Martiaanse ondergrondse microben.

Samenvattend moeten de onderzoekers concluderen dat Mars waarschijnlijk over een enkele kilometers dikke wereldwijde, ondergrondse leefbare zone beschikte. In die zone werd middels radiolyse voldoende energie gegenereerd om microbieel leven draaiende te houden. Bovendien kan deze zone honderden miljoenen jaren op rij stand hebben gehouden. De voorgestelde leefbare zone houdt zelfs stand onder verschillende klimaatscenario’s – waarbij het ene scenario wat kouder is dan het andere. Wat verrassend is, is dat het onderzoek suggereert dat er juist onder wat koudere omstandigheden meer energie beschikbaar is voor ondergronds leven. Dat komt doordat een dikkere laag ijs boven de leefbare zone dienst doet als een soort deksel en voorkomt dat waterstof aan de leefbare zone ontsnapt. “Mensen hebben het idee dat een koud Martiaans klimaat slecht is voor leven, maar wat wij hier laten zien is dat er juist meer chemische energie voor ondergronds leven beschikbaar is in een koud klimaat,” aldus Tarnas.