De geoloog op zes wielen vond een fascinerende rots die aanwijzingen bevat dat er miljarden jaren geleden microbieel leven in heeft gezeten, maar verder onderzoek is nodig. Een met aders gevulde rots trekt de aandacht van het wetenschapsteam van NASA's Perseverance rover. De pijlpuntvormige rots, die door het team “Cheyava Falls” wordt genoemd, bevat fascinerende eigenschappen die van invloed kunnen zijn op de vraag of er in het verre verleden microscopisch leven op Mars was. Uit analyse door instrumenten aan boord van de rover blijkt dat de rots eigenschappen bezit die passen bij de definitie van een mogelijke indicator van oud leven.
De rots vertoont chemische kenmerken en structuren die mogelijk gevormd zijn door leven miljarden jaren geleden, toen het gebied dat de rover onderzoekt stromend water bevatte. Andere verklaringen voor de waargenomen kenmerken worden door het wetenschappelijke team overwogen en toekomstige onderzoeksstappen zullen nodig zijn om te bepalen of oud leven een geldige verklaring is. Het gesteente, het 22ste rotskernmonster van de rover, werd op 21 juli verzameld toen de rover de noordelijke rand van Neretva Vallis verkende, een oude riviervallei van 400 meter breed die lang geleden werd uitgeslepen door water dat Jezero Crater in stroomde.
“We hebben de route voor Perseverance zo ontworpen dat we zeker weten dat hij naar gebieden gaat met potentieel interessante wetenschappelijke monsters,” zei Nicola Fox, associate administrator, Science Mission Directorate op het hoofdkwartier van NASA in Washington. “Deze reis door de rivierbedding van de Neretva Vallis heeft zijn vruchten afgeworpen, want we hebben iets gevonden dat we nog nooit eerder hebben gezien en dat onze wetenschappers veel te bieden heeft om te bestuderen.” Meerdere scans van Cheyava Falls door het SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals) instrument van de rover geven aan dat het organische verbindingen bevat. Hoewel dergelijke op koolstof gebaseerde moleculen worden beschouwd als de bouwstenen van het leven, kunnen ze ook worden gevormd door niet-biologische processen.
“Cheyava Falls is de meest raadselachtige, complexe en potentieel belangrijke rots die tot nu toe door Perseverance is onderzocht”, zegt Ken Farley, projectwetenschapper bij Caltech in Pasadena. “Aan de ene kant hebben we onze eerste overtuigende detectie van organisch materiaal, kenmerkende kleurrijke vlekken die wijzen op chemische reacties die microbieel leven zou kunnen gebruiken als energiebron, en duidelijk bewijs dat er ooit water - noodzakelijk voor leven - door het gesteente stroomde. Aan de andere kant zijn we niet in staat geweest om precies vast te stellen hoe het gesteente is gevormd en in hoeverre nabijgelegen gesteenten Cheyava Falls hebben verwarmd en hebben bijgedragen aan deze kenmerken.”
Andere details over de rots, die 1 meter bij 0,6 meter meet en vernoemd is naar een waterval in de Grand Canyon, hebben het team ook geïntrigeerd.
Hoe rotsen hun vlekken krijgen
In de zoektocht naar tekenen van oeroud microbieel leven heeft de Perseverance-missie zich gericht op rotsen die mogelijk lang geleden zijn ontstaan of veranderd door de aanwezigheid van water. Daarom richtte het team zich op Cheyava Falls. “Dit is het soort belangrijke observatie waar SHERLOC voor gebouwd is, om organisch materiaal te zoeken omdat het een essentieel onderdeel is van een zoektocht naar leven in het verleden,” zei hoofdonderzoeker Kevin Hand van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië, die de missie beheert.
Over de hele lengte van het gesteente lopen grote witte calciumsulfaataders. Tussen deze aders zijn banden van materiaal waarvan de roodachtige kleur de aanwezigheid van hematiet suggereert, een van de mineralen die Mars zijn kenmerkende roestige tint geeft. Toen Perseverance deze rode gebieden van dichterbij ging bekijken, vond het tientallen onregelmatig gevormde, millimeter grote, gebroken witte vlekken, elk omringd met zwart materiaal, vergelijkbaar met luipaardvlekken. Het PIXL-instrument (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) van Perseverance heeft vastgesteld dat deze zwarte halo's zowel ijzer als fosfaat bevatten.
“Deze vlekken zijn een grote verrassing,” zegt David Flannery, een astrobioloog en lid van het wetenschapsteam van Perseverance van de Queensland University of Technology in Australië. “Op aarde worden dit soort kenmerken in rotsen vaak geassocieerd met de fossiele sporen van microben die in de ondergrond leven.” Dit soort vlekken op sedimentaire aardse gesteenten kunnen ontstaan wanneer chemische reacties waarbij hematiet betrokken is het gesteente van rood naar wit kleuren. Bij deze reacties kunnen ook ijzer en fosfaat vrijkomen, waardoor mogelijk zwarte halo's ontstaan. Dit soort reacties kan een energiebron zijn voor microben, wat de associatie tussen dergelijke kenmerken en microben in een aardse omgeving verklaart.
In één scenario dat het Perseverance wetenschapsteam overweegt, werd Cheyava Falls aanvankelijk afgezet als modder met organische verbindingen erin gemengd die uiteindelijk tot rots werden gecementeerd. Later penetreerde een tweede episode van vloeistofstroming spleten in het gesteente, waardoor minerale afzettingen mogelijk werden die de grote witte calciumsulfaataders creëerden die vandaag de dag te zien zijn en die resulteerden in de vlekken.
Nog een puzzelstukje
Hoewel zowel het organische materiaal als de luipaardvlekken van groot belang zijn, zijn dit niet de enige aspecten van het Cheyava Falls-gesteente die het wetenschapsteam in de war brachten. Ze waren verrast toen ze ontdekten dat deze aders gevuld zijn met millimeterkristallen van olivijn, een mineraal dat gevormd wordt uit magma. Het olivijn zou gerelateerd kunnen zijn aan gesteenten die verder op de rand van de riviervallei zijn gevormd en die mogelijk zijn ontstaan door kristallisatie van magma. Als dat zo is, moet het team nog een vraag beantwoorden: Zouden het olivijn en het sulfaat bij onbewoonbaar hoge temperaturen in het gesteente terecht zijn gekomen, waardoor een abiotische chemische reactie is ontstaan die heeft geresulteerd in de luipaardvlekken? “We hebben het gesteente bestraald met lasers en röntgenstraling en het letterlijk dag en nacht in beeld gebracht vanuit vrijwel elke denkbare hoek”, aldus Farley. “Wetenschappelijk gezien heeft Perseverance niets meer te bieden. Om volledig te begrijpen wat er miljarden jaren geleden echt is gebeurd in die Martiaanse riviervallei bij de Jezero krater, zouden we het monster van de Cheyava watervallen terug naar de aarde willen brengen, zodat het kan worden bestudeerd met de krachtige instrumenten die in laboratoria beschikbaar zijn.”
Een belangrijk doel van Perseverance's missie op Mars is astrobiologie, inclusief het opslaan van monsters die tekenen van oud microbieel leven kunnen bevatten. De rover zal de geologie van de planeet en het klimaat in het verleden karakteriseren, om de weg te helpen effenen voor de exploratie van de Rode Planeet door mensen en als eerste missie om Martiaans gesteente en regoliet te verzamelen en op te slaan. NASA's Mars Sample Return Program, in samenwerking met ESA (European Space Agency), is ontworpen om ruimteschepen naar Mars te sturen om deze verzegelde monsters van het oppervlak te verzamelen en terug te sturen naar de aarde voor een grondige analyse. De Mars 2020 Perseverance-missie maakt deel uit van NASA's Moon to Mars-verkenningsaanpak, die ook Artemis-missies naar de maan omvat die helpen bij de voorbereiding van menselijke verkenning van de Rode Planeet.
Bron: NASA
