De zoektocht naar deze cocktail van gassen is mogelijk efficiënter dan de zoektocht naar zuurstof.

Nog even en dan kiest de krachtige ruimtetelescoop James Webb het luchtruim. De telescoop zal onder meer gaan zoeken naar sporen van leven in de atmosfeer van exoplaneten. Maar naar welke gassen kan deze dan het best gaan zoeken? Vaak wordt dan gedacht aan zuurstof. “Het is een goede strategie, want het is heel lastig om zuurstof te maken in de afwezigheid van leven,” stelt onderzoeker Joshua Krissansen-Totton. Maar, de aanpak heeft ook zijn beperkingen. Want wie zegt dat aliens zuurstof voortbrengen? “Zelfs als leven veelvuldig voorkomt in de kosmos, hebben we geen flauw idee of dat leven ook zuurstof maakt. De biochemie achter zuurstofproductie is heel complex en kan wel eens heel zeldzaam zijn.”

De moderne aarde heeft verschillende gassen in de atmosfeer die wijzen op de aanwezigheid van leven, waaronder ozon en zuurstof (zie het plaatje linksboven). Maar de atmosfeer van de jonge aarde (linksonder) stak heel anders in elkaar en herbergde bijvoorbeeld nauwelijks zuurstof, terwijl er wel al leven te vinden was. Op die planeet wees atmosferisch methaan en koolstofdioxide op de aanwezigheid van leven. Rechts zie je de James Webb-telescoop. Afbeelding: NASA / Wikimedia Commons / Joshua Krissansen-Totton.

Methaan en koolstofdioxide
Maar waar moeten we dan naar zoeken? Krissansen-Totton en collega’s komen in het blad Science Advances met een nieuw voorstel, gebaseerd op onderzoek naar de enige planeet waarvan we op dit moment zeker weten dat er leven is: de aarde. “We moeten op een wereld met vloeibaar water op het oppervlak zoeken naar tamelijk overvloedige hoeveelheden methaan en koolstofdioxide en een afwezigheid van koolstofmonoxide vaststellen,” vertelt onderzoeker David Catling. “Onze studie laat zien dat deze combinatie een overtuigend teken van leven zou zijn. En wat zo opwindend is aan onze suggestie is dat het ook haalbaar is en in de nabije toekomst kan leiden tot de historische ontdekking van een buitenaardse biosfeer.”

De afwezigheid van koolstofmonoxide
In hun paper kijken de onderzoekers onder meer naar de verschillende manieren waarop een planeet methaan kan produceren. Dat kan bijvoorbeeld door planetoïde-inslagen, maar ook door reacties tussen gesteente en water. Daarnaast kunnen ook microben het produceren. Het onderzoek wijst uit dat het lastig is om op een rotsachtige, aardachtige planeet heel veel methaan te produceren in de afwezigheid van levende wezens. Nog overtuigender wordt het signaal als er ook koolstofdioxide wordt aangetroffen terwijl koolstofmonoxide mist. Het ontbreken van koolstofmonoxide is een goed argument voor de aanwezigheid van leven, omdat de meeste niet-biologische processen die methaan en koolstofdioxide voortbrengen (zoals vulkaanuitbarstingen) ook koolstofmonoxide produceren. Daar komt nog eens bij dat als er op een planeet met levende wezens al koolstofmonoxide geproduceerd wordt, het waarschijnlijk maar kort in de atmosfeer stand kan houden, omdat microben het gas gemakkelijk verorberen. “Dus als er veel koolstofmonoxide aanwezig is, zou dat een aanwijzing kunnen zijn dat je misschien wel kijkt naar een planeet zonder biologie.”

Hoewel het zeker nuttig blijft om te zoeken naar zuurstof in de atmosfeer van exoplaneten, pleiten de onderzoekers ervoor om ook de jacht te openen op de genoemde combinatie van gassen. “Leven dat methaan maakt, maakt gebruik van een simpele stofwisseling, is alomtegenwoordig en leeft al gedurende het grootste deel van de geschiedenis van de aarde op onze planeet. (Methaan maken, red.) is gemakkelijk en komt wellicht dan ook vaker voor dan zuurstof producerend leven. Het is absoluut iets wat we met de nieuwe telescopen moeten gaan zoeken.”