Nu de storm gaan liggen is, volgt de ontnuchtering. Kritisch onderzoek legt de zwakte bloot van de argumenten pro leven op Mars. Niets blijft overeind. We hadden geen kosmische buren.
DE ontdekking van de eeuw : zo werd drie maanden geleden de mededeling bestempeld dat onderzoekers in een meteoriet, afkomstig van de planeet Mars tekenen van leven hadden gevonden. Woorden schoten tekort om het belang van deze vaststelling te schetsen. Ineens waren we niet alleen. Blijkbaar gold dat voor vele mensen als een geruststelling. Tenzij het de bedoeling was een nieuwe Koude Oorlog voor te bereiden, en het wetenschappelijk onderzoek dat als gevolg van het einde van de oude Koude Oorlog zware financiële klappen kreeg , weer leven in te blazen. Films als Independence Day, die buitenaardse levensvormen zonder pardon als vernietigende veroveraars voorstellen, houden de mythe van de monsters in stand. Zo’n vaart zal het alvast met de vondsten in meteoriet ALH84001 niet lopen.
De voorbije decennia werden vele boksmatchen van de eeuw gevochten, waarvan enkele het predicaat boksmatch amper verdienden. Met de wetenschap is het niet anders. Het blad New Scientist wees erop dat al in 1961 met veel gedruis de ontdekking werd aangekondigd van tekenen van leven in een meteoriet. ?Wij geloven dat er op de plaats waar deze steen vandaan kwam, iets leefde,? stelden wetenschappers toen. Ze hadden sporen van complexe koolwaterstoffen en fossielachtige afdrukken in de meteoriet gevonden. De koolwaterstoffen geleken sterk op deze die, onder meer, in boter voorkomen en de fossielen testten zelfs positief voor de aanwezigheid van nucleïnezuren, waarvan de bekendste vorm het DNA is : de drager van de code voor de genetische kenmerken.
Vijftien jaar sleepte het debat aan. Dan pas konden de ontdekkers en hun aanhangers overtuigd worden van hun vergissing. De fossielachtige afdrukken bleken afkomstig van levensvormen die pas op aarde in de steen waren gedrongen, zoals stuifmeel van een alsemachtige plant. De test die de aanwezigheid van nucleïnezuren aantoonde, bleek onnauwkeurig te werken, en gaf zelfs vals-positieve resultaten af voor zuivere rotsstalen. Van de boterachtige koolwaterstoffen kon worden aangetoond dat ze gemakkelijk in de ruimte zelf werden gevormd door de inwerking van kosmische stralen op de rots. Met leven hadden ze niks te maken.
Hoe groot is deze keer de kans dat de evidentie voor het bestaan van leven op Mars, die de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie Nasa onlangs eerst aan president Bill Clinton en vervolgens aan de rest van de wereld voorlegde, de tand des tijds doorstaat ? Die vraagt houdt de wetenschappelijke wereld momenteel bezig. De media blijkbaar minder. Na de eerste storm van informatie, die weinig of geen weerwerk bood aan de toch wel straffe claims die het onderzoeksteam in het wetenschappelijke topvakblad Science publiceerde, viel er nog weinig over de waarneming te vernemen. De vele kritische opmerkingen die ondertussen in wetenschappelijke publicaties verschenen, gingen grotendeels aan de media voorbij. De publieke opinie leeft bijgevolg nog altijd in de overtuiging dat er ooit, zij het inferieur, leven was op onze zusterplaneet.
METEORIET.
Wat zijn nu alweer de feiten ?
In 1984 vond een Amerikaanse expeditie op Antarctica een vuistgrote meteoriet met een gewicht van 1,9 kilogram. Die moet ongeveer vier miljard jaar geleden een stukje van de korst van Mars geweest zijn. Bij het verhitten van de meteoriet komt een gasmengsel vrij dat overeenstemt met wat toen in de atmosfeer van Mars moet hebben gehangen. Omzeggens niemand twijfelt eraan dat de steen in kwestie van Mars komt. Zo’n vijftien miljoen jaar geleden zou een komeet op Mars geslagen zijn, waarbij het stukje steen de ruimte ingeslingerd werd. Zo werd het een meteoriet, die tot zo’n dertienduizend jaar geleden in een keurige baan draaide, tot hij dicht genoeg bij de aarde kwam om door onze zwaartekracht te worden aangetrokken, en op de zuidpool te slaan.
Eerder dit jaar berekende Science dat een meteoriet die loskomt van Mars, op minder dan een jaar tijd dus even snel als een gesofisticeerd ruimtetuig de aarde kan bereiken, als de banen van de twee planeten daarvoor perfect op elkaar zijn afgestemd. Die omstandigheden doen zich echter heel zelden voor. De meeste meteorieten zouden er miljoenen jaren over doen om tot hier te geraken. Er wordt verondersteld dat ?leven? (in ingekapselde of ingevroren vorm) niet meer dan tien miljoen jaar in zo’n meteoriet kan overleven. Op aarde zijn tot dusver twaalf meteorieten gevonden, waarvan nu met zekerheid wordt gezegd dat ze van Mars afkomstig zijn. ALH84001 is daarvan de oudste.
Na zijn ontdekking bleef de steen tien jaar omzeggens onaangeroerd liggen. Tot twee jaar geleden per toeval werd vastgesteld dat het hier ging om een steen van Mars. Vervolgens boog de Nasaploeg van negen wetenschappers zich over het stukje rots, met het ondertussen bekende resultaat. Het team deed drie waarnemingen die samen leidden tot de stelling dat ?de minst ingewikkelde hypothese die deze waarnemingen kan verklaren, zegt dat ze het gevolg zijn van biologische activiteit.? De bewijzen zouden zo’n 3,6 miljard jaar geleden zijn vastgelegd in druppeltjes van koolstofverbindingen sommigen noemen het gewoon kalkkorreltjes in de rotslaag, waaruit de steen werd weggeslagen. De kalkdruppeltjes vingen en fossiliseerden micro-organismen. Van kalklagen is geweten dat ze een biologische oorsprong kunnen hebben.
De drie waarnemingen zijn de volgende. In (de buurt van) de kalkdruppeltjes werden complexe organische koolwaterstoffen gevonden, die vergelijkbaar zijn met ?afvalproducten? van aardbacteriën. Voorts werden er ijzerhoudende kristallen ontdekt, die sterk gelijken op die geproduceerd door bacteriën op aarde. Tenslotte konden met heel krachtige microscopen minuscule filamenten en eivormige structuren opgespoord worden, die doen denken aan fossiele aardbacteriën. De conclusie die de wetenschappers in Science trokken, was dat ?als de gegevens collectief worden beschouwd, zeker in het licht van hun ruimtelijke associatie, ze een aanwijzing zijn voor het bestaan van primitieve levensvormen op de vroege planeet Mars.?
BESMETTING.
Dat andere topvakblad Nature de Britse tegenhanger van het Amerikaanse Science, maar alles is relatief in de internationale smeltkroes van de topwetenschap publiceerde nog vóór het originele artikel in Science, een nogal vernietigend commentaar op het werk van de Nasa. Dat kon, omdat het artikel vooraf in de media was uitgelekt. ?Wetenschappers van vele disciplines zijn sceptisch over het bewijsmateriaal dat wordt aangedragen,? schreef Nature. ?Geen enkel aspect daarvan is sluitend of zelfs uniek.? Gerenommeerde paleontologen lieten weten dat het resultaat geen verrassing was, en vroegen zich af waar al die herrie op sloeg.
Zowel Nature als de New Scientist vatten snel de voornaamste bezwaren samen. Die waren nogal drastisch. In tegenstelling tot wat de Nasa beweerde, was het niet zo moeilijk om een alternatieve verklaring te vinden voor zelfs de combinatie van de drie waarnemingslijnen. Die zou gebaseerd zijn op enerzijds een ?besmetting? van de meteoriet met aardse levensvormen, en anderzijds de invloed van anorganische scheikundige processen, die de producten van leven kunnen nabootsen.
Vooral de waarneming van de aanwezigheid van organische koolwaterstoffen lag onmiddellijk onder vuur. Het gaat om olie-achtige polycyclische moleculen van een type dat dikwijls wordt geproduceerd als aardorganismen afsterven olie is in feite niets anders dan de overblijfselen van afgestorven organismen. Deze koolwaterstoffen zijn dus op zichzelf geen deel van het leven, maar worden gevormd bij de afbraak van biologische moleculen. Een argument dat de Nasa fel benadrukte, was dat er meer van die moleculen in het hart van de steen zaten dan aan de rand, wat de mogelijkheid van besmetting van buitenaf zou tegenspreken : in dat geval zouden er namelijk meer moleculen aan de rand dan in de kern moeten zitten.
Onzin, zeggen geochemici die deze en andere meteorieten bestudeerden. Om te beginnen, komen koolwaterstoffen heel algemeen voor in meteorieten, zelfs als die niet aantoonbaar van een planeet afkomstig zijn. Koolwaterstoffen zijn algemeen in de ruimte, waar ze tot dusver nog nooit met biologische activiteit in verband werden gebracht. Het spectrum van de moleculen in de meteoriet zou duizend keer minder gevarieerd zijn dan het spectrum van koolwaterstoffen in fossielen met een duidelijke biologische oorsprong. De concentratiegradiënt van buiten naar binnen is verklaarbaar. De meteoriet was zwart, trok dus zelfs op de zuidpool warmte aan, wat lokaal de sneeuw kon doen smelten, zodat water door de barsten in de rots kon sijpelen, en de moleculen in de kern concentreren. Voorts zijn organische koolwaterstoffen heel gevoelig voor ultravioletlicht : ze zouden aan de buitenkant van de steen relatief gemakkelijk worden vernietigd.
Deze waarnemingen waren overigens niet uniek. Al in 1989 publiceerden (Britse) wetenschappers in Nature over de ontdekking van organische koolstofmoleculen in een andere Marsmeteoriet(EETA79001). In 1994 deden ze in het vakblad Meteoritics hetzelfde voor de meteoriet die ook in het Nasaverslag onderzocht werd. Hoewel er toen elementen werden aangevoerd die konden wijzen op een biologische oorsprong van de koolstofmoleculen, koppelden de wetenschappers deze niet aan de claim dat het om tekenen van leven ging. Ze gingen ervan uit dat hun waarnemingen even goed verklaard konden worden door de aard van de toenmalige atmosfeer rond Mars.
EITJES.
Beide artikels steunden op een analyse van de vormen (isotopen) waarin het element koolstof in de stenen voorkwam. Vele elementen hebben meerdere isotopen, die dezelfde lading, maar een andere massa hebben dan het origineel. Zo is er, onder meer, het algemene koolstof-12, en het zwaardere koolstof-13. Precies omdat het zwaarder is, kunnen levensvormen dat laatste minder gemakkelijk verwerken. In de Marsmeteoriet werd relatief veel koolstof-12 gevonden, wat de biologische oorsprong van de moleculen zou kunnen bewijzen.
Helaas geldt hetzelfde niet voor andere elementen die onderzocht werden. Vorig jaar bestudeerden experts het voorkomen in de Marsmeteoriet van verschillende vormen van een ander belangrijk element voor het leven : zwavel. Hier werd vooral het isotoop gevonden dat bij voorkeur geproduceerd wordt in niet-biologische processen.
Vlak voor de bekendmaking van het nieuws van de Nasa, publiceerde Nature een artikel van wetenschappers die voor de aanwezigheid van organische koolstofmoleculen in de Marsmeteoriet een andere verklaring dan biologische activiteit naar voren schoven. Die hypothese sloot de vereiste van de aanwezigheid van water uit water wordt nog altijd beschouwd als essentieel voor het ontstaan van leven. Ze baseerde zich op de met concrete gegevens onderbouwde veronderstelling dat er ongeveer een miljard jaar geleden een asteroïde op Mars sloeg, die een deel van de bevroren reserves van koolstofdioxide (CO2) verhitte tot een temperatuur hoger dan 450 graad Celsius. Een stroom heet CO2 zou de korst van Mars zijn ingesijpeld, waar hij tot de vorming van organische koolstofmoleculen geleid zou hebben.
Er zijn ook aanwijzingen dat de kalkdruppeltjes in de meteoriet veel jonger zijn dan de Nasa voorspiegelt. Geen 3,6 miljard jaar, maar slechts 1,4 miljard jaar oud, beweren wetenschappers aan de hand van berekeningen van de concentraties van de elementen strontium en rubidium in de meteoriet. Dat impliceert dat ook de zogenaamde fossielen, die in de druppeltjes gevangen zaten, jonger zouden zijn dan werd aangenomen. Wat een probleem is, want 1,4 miljard jaar geleden zou op Mars geen leven zoals wij het kennen, mogelijk zijn geweest. Bovendien zouden de kalkdruppeltjes met de zogenaamde fossielen deel uitmaken van de rots zelf, en geen afzettingen zijn, wat tamelijk cruciaal lijkt voor de mogelijkheid tot het vangen en bewaren van levensvormen.
De waargenomen fossiele buisjes en eitjes vormen op zichzelf ook een probleem. Ze zijn bijzonder klein. De meeste bacteriën op aarde zijn tussen de 0,5 en 20 micrometer groot. De Marswezentjes zouden amper 20 tot 100 nanometer groot zijn geweest of minimaal vijf en maximaal duizend keer kleiner dan de aardbacteriën. Ze zouden in feite amper groot genoeg zijn geweest om het minimum aan genetisch materiaal te bevatten dat elementair leven nodig heeft. Er bestaan geen aanwijzingen voor het bestaan van holtes in de cellen, waarin de essentiële levensstoffen konden circuleren. Claims over zo’n kleine levensvormen (?nanobacteriën?) op aarde, hebben tot dusver nooit de wetenschappelijke kritiek overleefd. Waarom zou dat dan wel gelden voor claims van kleine levensvormen op Mars, waarvoor niet eens aanwijzingen van celwanden of interne celstructuren gevonden zijn ?
Ook de ijzerkristallen, die zouden gelijken op deze van aardbacteriën, doorstaan de eerste golf van wetenschappelijke kritiek moeizaam. Ze zouden, om te beginnen, niet eens gelijken op biomineralen. Ze kunnen even goed het resultaat zijn van een anorganische neerslag. De traanvormige en ijzerhoudende magnetieten die in de Marsstalen werden aangetroffen, zijn trouwens zeldzaam in aardse micro-organismen. De weinige organismen die ze courant produceren, gebruiken ze als een soort minikompas voor hun oriëntatie in het sediment waarin ze leven. Ze baseren zich daarbij op het magnetisch veld van de aarde. Mars heeft maar een heel zwak magnetisch veld : amper 0,2 procent van dat van de aarde. Een magnetisch kompas heeft dus geen zin op de rode planeet. Daarbovenop komt het probleem dat de waargenomen ?Marsorganismen? zo klein zijn, dat ze zelfs geen plaats hebben om deze kristallen onder te brengen.
SPUTTEREN.
Na de bekendmaking van de resultaten in Science bogen wetenschappers zich onmiddellijk met argusogen over wat velen als de achilleshiel van de levensclaim beschouwen : de aard van de kalkdruppeltjes waarrond of waarin de microfossielen van Mars zouden zijn opgeslagen. Er waren namelijk al vóór de bekendmaking van de resultaten discussies over de temperatuur waarbij deze korrels werden gevormd. Het debat draait rond de vraag of de druppels ontstonden bij een temperatuur van minder dan honderd graad Celsius of van meer dan 450 graad Celsius. In het laatste geval is leven uitgesloten.
Eind vorige maand traden twee wetenschappers op een bijeenkomst van de American Astronomical Society naar voren met gedetailleerde gegevens, die aantonen dat de temperatuur waarbij de kalkdruppeltjes gevormd werden, op zijn minst hoger moet zijn geweest dan de Nasaploeg aanneemt. Ze berekenden dat de temperatuur minstens tussen de 40 en 250 graad Celsius moet hebben gelegen, en niet tussen de 0 en 80 graad Celcius, zoals de Nasa meent. Er wordt aangenomen dat voor de vorming van leven, de temperatuur maximaal 150 graad Celsius mag bedragen nog altijd binnen de limiet van wat wordt voorgesteld, maar de grens verschuift.
De claim van een temperatuurslimiet tussen 0 en 80 graad Celsius was gebaseerd op onderzoek van het gehalte van een zware vorm van zuurstof in de druppeltjes : zuurstof-18. Uit een nauwkeurige analyse van dit onderzoek bleek echter dat de wetenschappers ?vergeten? waren een fenomeen uit de ruimte in rekening te brengen dat bekendstaat als ?sputteren?. Zonnewinden zouden lichtere vormen van een element, zoals zuurstof-16, gemakkelijker uit een steen ?blazen? dan zwaardere vormen. Een analyse van de verhouding van de verschillende vormen van zuurstof in de Marssteen moet met deze factor rekening houden. De invoer van het sputterfenomeen in de berekeningen dreef de temperatuur voor de vorming van de kalkdruppeltjes op tot minstens 40 en maximaal 250 graad Celsius.
Als daarenboven het zoutgehalte van het (veronderstelde) water, waarin de druppeltjes zich vormden, wat hoger zou hebben gelegen dan de Nasaonderzoekers aannamen, zou de berekende temperatuur bij vorming nog stijgen. Om hierover uitsluitsel te kunnen krijgen, moeten er onder meer gegevens verzameld worden over de isotopensamenstelling in de huidige Marsatmosfeer. Vorige week lanceerde de Nasa zijn Mars Global Surveyor, die in september 1997 rond de rode planeet zou beginnen te draaien en die gegevens zou kunnen verzamelen. Begin volgende eeuw wil de Nasa de Mars Surveyor lanceren die stenen van Mars naar de aarde moet brengen. De overtuiging groeit dat de sterke claims die de Nasaploeg de wereld instuurde, ingegeven waren door pogingen om het gehavende Nasablazoen op te poetsen, en meer werkingskredieten binnen te rijven. Tot het Nasateam behoorden overigens ook wetenschappers van het ruimtevaartbedrijf Lockheed-Martin, dat alles te winnen heeft met hernieuwde aandacht voor eventuele kosmische buren.
Wetenschappers weten sinds enige tijd dat het in de ruimte wemelt van de eenvoudige organische moleculen, die tot leven aanleiding kunnen geven, maar dat niet noodzakelijk hoeven te doen. Organische scheikunde zou de meest algemene scheikunde van het heelal zijn. De stap van moleculen met een mogelijke biologische toekomst naar microfossielen is echter reusachtig groot. Nature waarschuwde ervoor dat voorbarige wetenschappelijke claims het vertrouwen in de wetenschap een nieuwe knauw kunnen geven. Het imagoverlies dat gepaard ging met het debacle van de koude fusie een methode voor goedkope energiewinning die ook sneller dan zijn schaduw de wereld veroverde, maar een experimenteel artefact bleek te zijn ligt nog vers in het geheugen.
Uitzonderlijke wetenschappelijke stellingen vereisen uitzonderlijk bewijsmateriaal en dat is hier in de verste verte niet verschaft. Tussen organische moleculen en microfossielen ligt wel een stap die met wat goede wil als ?elementair leven? zou kunnen worden beschreven. Het is ongetwijfeld veel eenvoudiger om elementair leven te maken dan om dat te laten evolueren tot meer geavanceerde laat staan denkende vormen. De New Scientist schreef : ?Het is mogelijk dat we voorbestemd zijn om door de ruimte te zwerven, en dat we daarbij veel protoplasma zullen vinden, maar niemand om mee te praten.?
Dirk Draulans
Wetenschappers beweren dat er 3,6 miljard jaar geleden primitief leven op Mars aanwezig was.
Een meteoriet bracht sporen van leven van Mars naar de aarde.
Alle waarnemingen van de Marsmeteoriet kunnen door niet-biologische processen worden verklaard.
Wetenschappers breken de claims voor het bestaan van leven op Mars van de Nasaploeg af.
Binnenkort worden er weer ruimtetuigen naar Mars gezonden, die uitsluitsel kunnen brengen.
