(Afbeelding: © NASA / JPL-Caltech / MSSS)
Asteroïde inslagen hebben mogelijk bijgedragen Mars een meer levensvriendelijke plek - en niet alleen door het leveren van water en de koolstofgebaseerde bouwstenen van het leven zoals we dat kennen aan de Rode Planeet.
Inkomende ruimterotsen heeft mogelijk ook lang geleden Mars geholpen met biologisch bruikbare vormen van stikstof, als de atmosfeer van de planeet toen rijk was aan waterstof (H2), meldt een nieuwe studie.
In 2015, NASA's Marsrover Curiosity ontdekte nitraat (NO3) in de rotsen van Gale Crater, het 96 mijl brede (154 kilometer) gat in de grond dat de zeswielige robot sinds 2012 verkent. Nitraat is een "vaste" vorm van stikstof; levensvormen, althans zoals we die op aarde kennen, kunnen de stikstof van NO3 opvangen en opnemen in biomoleculen zoals aminozuren. Dat staat in contrast met "niet-gefixeerde" gasvormige stikstof (N2), die twee sterk gebonden, inerte en relatief ontoegankelijke stikstofatomen bevat. (Deze ontoegankelijkheid verklaart waarom boeren hun velden bemesten, ook al is de lucht op aarde bijna 80 procent N2.)
Wetenschappers weten niet precies waar het Gale Crater-nitraat vandaan komt - en dat is waar de nieuwe studie binnenkomt.
Een team van onderzoekers simuleerde het begin Martiaanse sfeer door kolven te vullen met verschillende mengsels van waterstof, stikstof en kooldioxidegassen. De wetenschappers hebben de kolven bestraald met pulsen van infrarood licht om de schokgolven na te bootsen die door asteroïden in de lucht van de Rode Planeet worden geploegd, en maten vervolgens hoeveel nitraat er was gevormd.
"De grote verrassing was dat de nitraatopbrengst toenam wanneer waterstof werd opgenomen in de laser-geschokte experimenten die asteroïde-inslagen simuleerden", studieleider Rafael Navarro-González, van het Institute of Nuclear Sciences van de National Autonomous University of Mexico, zei in een verklaring.
"Dit was contra-intuïtief, omdat waterstof naar een zuurstofarme omgeving leidt terwijl de vorming van nitraat zuurstof vereist", voegde hij eraan toe. "De aanwezigheid van waterstof leidde echter tot een snellere afkoeling van het schokverwarmde gas, waardoor stikstofoxide, de voorloper van nitraat, werd gevangen bij verhoogde temperaturen waar de opbrengst hoger was."
De huidige atmosfeer van Mars is slechts 1 procent zo dik als die van de aarde. Maar de lucht van de Rode Planeet was ongeveer 4 miljard jaar geleden veel dikker, en het oude Mars had daardoor oceanen en langlevende meer- en beeksystemen.
De samenstelling daarvan lang verloren sfeer wordt niet goed begrepen. Maar sommige modellenwerk suggereert dat H2 mogelijk in substantiële hoeveelheden aanwezig is geweest, waardoor de Rode Planeet warm genoeg is om al dat vloeibare water te ondersteunen.
"Het is interessant om meer waterstof als broeikasgas in de atmosfeer te hebben, zowel omwille van de klimaatgeschiedenis van Mars als vanwege de bewoonbaarheid", aldus co-auteur Jennifer Stern, een planetaire geochemist bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, zei in dezelfde verklaring.
"Als je een verband hebt tussen twee dingen die goed zijn voor bewoonbaarheid - een potentieel warmer klimaat met vloeibaar water aan de oppervlakte en een toename van de productie van nitraten, die nodig zijn voor het leven - is het heel spannend," voegde ze eraan toe. "De resultaten van deze studie suggereren dat deze twee dingen, die belangrijk zijn voor het leven, in elkaar passen en de een de aanwezigheid van de ander versterkt."
De studie werd in januari gepubliceerd in de Journal of Geophysical Research: Planets.
- Mars Myths & Misconceptions: Quiz
- Life on Mars: Exploration & Evidence
- Verbazingwekkende Mars-foto's door NASA's Curiosity Rover (nieuwste afbeeldingen)
Mike Wall's boek over de zoektocht naar buitenaards leven, "Buiten'(Grand Central Publishing, 2018; geïllustreerd door Karl Tate), is nu uit. Volg hem op Twitter @michaeldwall. Volg ons op Twitter @Spacedotcom of Facebook.
