Hoe kunnen sporen van leven op Mars worden gedetecteerd?
Was er leven op Mars of bestond het? Om deze vraag te verduidelijken, is een van de doelen van de Mars-missies het ontdekken van biomoleculen op de Rode Planeet. Maar is het echt herkenbaar met de methoden die momenteel worden gebruikt? Een nieuwe studie toont nu aan dat extreme omstandigheden in de ruimte moleculen op het oppervlak van Mars kunnen veranderen op een manier die niet langer kan worden gedetecteerd door de instrumenten van Mars-rovers. Daarentegen konden detecteerbare biomoleculen volgens de studie worden bewaard in diepere bodemlagen.
In februari 2021 landde de Marsrover “Persevering” op onze naburige planeet. Een van de doelen: zoeken naar een fossiel of actueel bewijs van leven. Eerdere missies hadden drie tot vier miljard jaar geleden al de aanwezigheid van water op Mars aangetoond, evenals de elementen koolstof, waterstof, zuurstof, stikstof, zwavel en fosfor – belangrijke voorwaarden voor leven. De huidige taak is nu om biomoleculen in de sedimenten te vinden. Dit zouden duidelijke aanwijzingen zijn voor de aanwezigheid van levende organismen op Mars. Om dit te doen, gebruikt Perseverance een methode genaamd Raman-spectroscopie. De monsters worden bestraald met laserlicht. Lichtverstrooiing geeft informatie over de samenstelling van een stof. Tot nu toe zijn er echter geen biometrische vingerafdrukken ontdekt.
Op zoek naar sporen van leven
Maar is het in principe mogelijk om met deze methode sporen van vroeger of heden leven op Mars te ontdekken? Of veranderen biomoleculen zo veel onder ruimteomstandigheden dat ze, in tegenstelling tot de aarde, niet meer kunnen worden gedetecteerd met Raman-spectroscopie? Om daar achter te komen, onderwierp een team onder leiding van Michael Paquet van het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum (DLR) in Berlijn zeven moleculen aan een langdurige stresstest in de ruimte. “We hebben de moleculen geselecteerd op basis van hoe nauw verwant ze waarschijnlijk biosignaturen op Mars zijn, en op basis van hoe detecteerbaar ze zijn met behulp van Raman-spectroscopie op basis van de huidige kennis”, leggen de onderzoekers uit.
De keuze viel op chlorofylline, dat is afgeleid van het groene bladpigment chlorofyl dat nodig is voor fotosynthese. pro-vitamine A beta-caroteen; Het melaninepigment dat onder andere in onze huid aanwezig is; Chitine insectenschelp bouwsteen. Een plantondersteunend cellulosemolecuul en twee antioxidante plantenpigmenten naringenine en quercetine. De onderzoekers stelden deze deeltjes gedurende 469 dagen bloot aan ruimteomstandigheden buiten het International Space Station (ISS). Intense ioniserende en ultraviolette straling, de dag-nachtcyclus die elke 90 minuten verandert en de daarmee gepaard gaande extreme temperatuurschommelingen hadden effect op de monsters.
Omstandigheden gesimuleerd op Mars
Om de verschillende bodemlagen van Mars te simuleren, mengden Paquet en zijn collega’s de deeltjes met regoliet, een materiaal dat is gemodelleerd op Marsbodem. De monsters waren in drie lagen verpakt onder zeer transparant glas, zodat alleen de bovenste laag direct werd blootgesteld aan ruimteomstandigheden, terwijl de twee onderliggende lagen op zijn minst enigszins werden afgeschermd van sterke straling – vergelijkbaar met de diepere grondlagen op Mars. . Na het experiment werden de monsters beschermd tegen andere omgevings- en optische invloeden, teruggebracht naar de aarde en daar onderzocht met een Raman-spectrometer.
“Onze resultaten zijn de eerste systematisch gemeten Raman-signaturen, die meer lijken op die van geïsoleerde, aan de ruimte blootgestelde biomoleculen in een lage baan om de aarde”, legt Paquet uit. Voor alle monsters die zich direct op het oppervlak bevonden, bleek UV-stralen de biomoleculen zo sterk te veranderen dat hun signalen moeilijk te identificeren zijn met behulp van Raman-spectroscopie. Aan de andere kant veranderden de spectra van de diepe lagen enigszins.
Belang voor huidige en toekomstige missies
“Dit bevestigt dat we Raman-spectroscopie kunnen gebruiken als een snelle, niet-destructieve meetmethode om sporen van leven op Mars te zoeken – vooral in het binnenste van de aarde, dat beschermd is tegen ultraviolette straling”, zegt Paquet. Zijn collega Jean-Pierre-Paul de Vera voegt toe: “Deze ontdekking is van fundamenteel belang voor die Mars-missies die zoeken naar biosignaturen onder het oppervlak van Mars. Het is echter moeilijk om biosignaturen direct aan het oppervlak te bepalen voor Raman-spectroscopie. zijn tegenwoordig andere, meer geschikte methoden.”
De resultaten zullen zowel ten goede komen aan de huidige Mars-missie als aan de geplande toekomstige Rosalind Franklin-missie, die ook op zoek zal gaan naar tekenen van leven op Mars.
Bron: Mickael Baqué (Institute for Planetary Research, DLR, Berlijn) et al., Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.abn7412
“Analist. Schepper. Zombiefanaat. Fervente reisjunkie. Popcultuurexpert. Alcoholfan.”