kasopmars

Sommige wetenschappers stellen dat een succesvolle kolonisatie van Mars volledig afhankelijk is van de vraag of het lukt om voedsel te kweken op de rode planeet. Voor die wetenschappers is er nu goed nieuws: onderzoek van Alterra in Wageningen wijst er voorzichtig op dat voedsel kweken op Mars wellicht tot de mogelijkheden behoort.

De onderzoekers vroegen NASA om nagemaakt Mars- en maanzand. Ze stopten zaadjes van veertien verschillende plantensoorten in het Mars-, maan- en aardse zand en keken wat er gebeurde. “Zoiets is – voor zover ik weet – nog nooit gedaan,” vertelt onderzoeker Wieger Wamelink, verbonden aan onderzoeksinstituut Alterra in Wageningen aan Scientias.nl. “We moesten dan ook echt improviseren. Zo hadden we bijvoorbeeld verschillende plantjes die bestoven moesten worden, maar in de kas heb je natuurlijk geen insecten die dat kunnen doen. Dus heb ik twee weken op rij met een kwastje bloemetjes bestoven.” Het was echt pionieren. “We moesten natuurlijk water aan het zand toevoegen, anders konden de planten niet groeien. Maar ik had geen flauw idee wat er zou gebeuren als Mars- en maanzand met water in aanraking zou komen. Het zou bijvoorbeeld zomaar hydrofoob (waterafstotend) kunnen zijn en dan zou er niets in kunnen groeien.”

Namaakspul

Het Mars- en maanzand dat Wamelink tijdens zijn experimenten gebruikte, duidt hij zelf aan als ‘namaakspul’. NASA maakt het zand zo goed mogelijk na, zodat onderzoekers wereldwijd er mee kunnen experimenteren. Op de vraag in hoeverre dat namaakspul representatief is voor het ‘echte spul’ antwoordt Wamelink: “Op de maan zijn we geweest en hebben we monsters verzameld en dat zand kunnen we dus vrij nauwkeurig namaken, maar het is niet precies hetzelfde. Wat het Marszand betreft: dat is nog lastiger. Mensen zijn er nog nooit geweest en dus moet NASA het doen met satellietwaarnemingen en monsters die robots verzameld hebben. De minerale samenstelling weten we vrij goed, maar er blijven onzekerheden. Maar om die weg te nemen, moeten we ernaar toe. Het ‘namaakspul’ is op dit moment dus het beste wat we hebben.”

Op de maan
Gelukkig was dat niet het geval. Het zand nam het water netjes op. Maar in het maanzand leverde dat teleurstellende resultaten op. De plantjes groeiden slecht en veel van de plantjes stierven nog voordat het vijftig dagen durende experiment was afgelopen. Wamelink denkt dat wel te kunnen verklaren. De maanbodem is niet zuur (een zuurgraad van negen) en in het maanzand zat vrij aluminium: een stof die giftig is voor planten.

Op Mars
Het Marszand liet hele andere resultaten zien. Alle zaadjes ontkiemden en planten als herik, rogge en tuinkers kwamen zelfs tot bloei. “Ik had dat totaal niet verwacht,” vertelt Wamelink. “Ik verwachtte dat zowel Mars- als maanzand weinig voedingsstoffen zoals nitraten zouden bevatten. In grote hoeveelheden worden die immers geassocieerd met leven en dat is er niet op de maan en totnogtoe hebben we het ook op Mars niet kunnen vinden.” Maar Wamelinks ideeën over de Marsbodem bleken niet te kloppen. “Vooral op Mars zitten er heel wat voedingsstoffen zoals stikstof in de vorm van nitraten in de bodem.”

Stikstof
Het maakte Wamelink nieuwsgierig. Want waar kwam dat stikstof dan vandaan? Normaliter zijn het immers levende wezens die nitraten produceren, maar zoals Wamelink al eerder stelde zijn die nog niet op Mars aangetroffen. “Ik ben in de literatuur gedoken, want ik wilde dit natuurlijk verklaren. Ik vond verschillende anorganische bronnen die voor nitraten kunnen zorgen. Zonnewind bijvoorbeeld – vandaar dat er zelfs op de maan stikstof te vinden is – maar op Mars kunnen ook vulkanen en bliksem stikstof produceren.”

Worteltjes 'op de maan'. Afbeelding: Wieger Wamelink.

Worteltjes ‘op de maan’. Afbeelding: Wieger Wamelink.

Zwaartekracht en licht
Hoewel het onderzoek met name als het gaat om het kweken van voedsel op Mars veelbelovend lijkt, blijft Wamelink voorzichtig. “Wij hebben maar één aspect onderzocht, namelijk hoe geschikt de bodem is.” Maar er zijn natuurlijk nog veel meer aspecten die een rol spelen. “Wij hebben de bodem onder aardse omstandigheden onderzocht. Dat wil zeggen: een aardse atmosfeer, aards licht en aardse zwaartekracht. Als je wilt weten hoe planten zich onder Martiaanse zwaartekracht houden, moet je experimenten gaan doen op Mars of in het ISS. Overigens verwacht ik niet dat de zwaartekracht een groot probleem zal zijn. Sommige planten zullen bij minder zwaartekracht misschien zelfs groter worden dan hier op aarde. De zwaartekracht trekt immers aan het water dat de plant omhoog moet halen.” Zwaartekracht is zo op het eerste gezicht mogelijk dus niet zo’n probleem. “Ik maak me meer zorgen over licht. Vooral op Mars. Mars is verder van de zon verwijderd dan de aarde en vangt dus minder licht. Ook is het licht er anders. Op aarde gebruiken planten voornamelijk rood en blauw licht, maar minder groen licht. Dat groene licht weerkaatsen ze en daarom zijn planten ook groen. Het licht op Mars is roder dan op aarde en dat kan de hormonale huishouding van planten wel eens verstoren. Zo kan het bijvoorbeeld zijn dat gewassen niet gaan bloeien.”

Brandnetel 'op Mars': daar kan thee van getrokken worden. Afbeelding: Wieger Wamelink.

Brandnetel ‘op Mars’: daar kan thee van getrokken worden. Afbeelding: Wieger Wamelink.

Eetbaarheid
En alsof dat nog niet genoeg onzekere factoren zijn, kan Wamelink er zo nog eentje noemen. Want hij mag nu dan aangetoond hebben dat de Mars- en maanbodem hoogstwaarschijnlijk geschikt is voor het kweken van planten, het is nog niet bewezen dat die planten ook eetbaar zijn. “Ik heb nog niet geproefd van de tuinkers en worteltjes,” bekent Wamelink. “Want ik weet niet of het wel veilig is.” Er zitten namelijk zware metalen in de bodem en wanneer die oplossen in water, komen die in de plant terecht. “Voor de plant zelf is dat niet zo’n probleem, die kan daar wel tegen. Maar wanneer wij die plant eten, kunnen die zware metalen toch wel eens voor problemen gaan zorgen.” Als straks blijkt dat de planten niet eetbaar zijn, is daarmee overigens niet direct de kolonisatie van Mars van de baan. “Daar zijn wel oplossingen voor te bedenken. Zo kun je eerst planten zaaien die de zware metalen uit de bodem halen. Maar het is wel handig als je zulke dingen van tevoren weet.”

Een bloeiende tuinkers 'op Mars'. Afbeelding: Wieger Wamelink.

Een bloeiende tuinkers ‘op Mars’. Afbeelding: Wieger Wamelink.

En daarmee lijkt het onderzoek van Wamelink meer vragen dan antwoorden op te leveren. Maar ook dat is waardevol. Want dit zijn hindernissen die genomen moeten worden alvorens we serieus kunnen gaan overwegen om bijvoorbeeld Mars te koloniseren. “Als we er langdurig of zelfs permanent willen gaan wonen, is het kweken van voedsel nodig,” stelt Wamelink. “Nu aangetoond is dat het kweken van voedsel met het oog op de bodem misschien wel lukken gaat, lijkt het nu vooral een kwestie van energie te zijn. Is er daar voldoende energie voorhanden om daadwerkelijk te gaan kweken?” Hij denkt dan bijvoorbeeld aan zonnepanelen om de plantjes van licht te voorzien. Want hoe geschikt de bodem ook blijkt te zijn: er zullen de nodige energieslurpende maatregelen moeten worden genomen om de plantjes werkelijk een overlevingskans te geven. “Zo weten we dat er water is op de maan en op Mars, maar het zal best lastig worden om dat te winnen.” Een kasje op Mars: het behoort tot de mogelijkheden, maar gemakkelijk wordt het zeker niet.