Mars als sleutel tot de oorsprong van het leven

In onze verbeelding leven er kleine groene mannetjes op Mars, maar het is veel waarschijnlijker dat leven op andere planeten microbieel is. Planeetkundige Nathalie Cabrol neem ons mee op zoektocht naar microben op Mars. De reis leidt ons op onverwachte wijze naar afgelegen meren in het Andesgebergte. Deze extreme omgeving met een dunne atmosfeer en een verschroeide aarde, komt dicht in de buurt van de situatie op Mars zo'n 3,5 miljard jaar geleden. De observatie van microben in deze omgeving, helpt onze zoektocht op Mars en kan mogelijk verklaren hoe microbiële ontwikkeling in het ene geval tot beschaving leidt en in het andere geval doodloopt.

Soms zijn belangrijke dingen
minuscuul klein.

Ik zal je in vijftien minuten
proberen te overtuigen

dat microben ons een boel kunnen vertellen
over vragen zoals:

'Zijn we alleen?'

Ze vertellen ons niet alleen iets
over het leven in ons zonnestelsel,

maar ook over daarbuiten.

Daarom zoek ik op de meest
onmogelijke plekken op Aarde,

in extreme milieus, in omstandigheden

waarin de microben nog maar net overleven.

Soms overleef ik het ook maar net,
als ik ze te dichtbij volg.

Het zit zo:

wij zijn de enige hoge beschaving
in het zonnestelsel,

maar dat betekent niet dat er geen
microbieel leven dichtbij is.

De planeten en sterren die je hier ziet,

kunnen elk leven bevatten
en dat weten we.

Het is zeer goed mogelijk.

Als we leven zouden aantreffen
op die manen en planeten,

dan zou het ons antwoorden
geven op vragen zoals:

'Zijn we alleen in het zonnestelsel?'

'Waar komen we vandaan?'

'Leven er verwanten in de buurt?'

'Is er leven buiten ons zonnestelsel?'

We kunnen deze vragen nu stellen omdat
er een revolutie heeft plaatsgevonden

in ons denken over een leefbare planeet.

Tegenwoordig is een planeet leefbaar

als ze een gebied heeft
waar water stabiel blijft,

maar ik vind dit een horizontale
definitie van leefbaarheid,

want het omvat de afstand tot een ster,

maar niet de andere dimensie
van leefbaarheid:

de verticale dimensie.

Ik bedoel hiermee

de omstandigheden onder het oppervlak
van een planeet, waar geen zonlicht is,

maar waar wel water, energie
en voedingsstoffen zijn,

wat voor sommigen voedsel
en bescherming betekent.

Neem bijvoorbeeld de Aarde,

waar ver van het zonlicht vandaan,
diep in de oceaan,

het leven floreert

enkel op chemische processen.

Als je het vanuit dat punt bekijkt,
vallen alle muren weg,

er zijn geen beperkingen meer.

Als je de koppen recent
in de gaten hebt gehouden,

dan weet je dat we een ondergrondse
oceaan hebben ontdekt

op Europa, op Ganymedes,
op Enceladus en op Titan.

We ontdekten een geiser
en warmwaterbronnen op Enceladus.

Ons zonnestelsel lijkt wel
een gigantisch thermencomplex.

Wie ooit thermen bezocht, weet hoeveel
microben van die omgeving houden.

(Gelach)

Neem nou de planeet Mars.

Het oppervlak van Mars
is vandaag niet leefbaar,

maar leven kan zich
onder de grond schuilhouden.

We ontwikkelden onze definitie
van leefbaarheid verder

en ook onze kennis

over wat kenmerken
van het leven op Aarde zijn.

Er zijn organische moleculen,

die de bouwstenen van het leven zijn

en er zijn fossielen,

er zijn mineralen, biomineralen,

die ontstaan door de reactie
tussen bacteriën en steen,

en dan zijn er nog de gassen
in de atmosfeer.

Kijk eens naar de minuscule groene algen

rechts op de afbeelding hier.

Zij stammen rechtstreeks af van de algen
die een miljard jaar geleden

de atmosfeer van de Aarde
vol zuurstof pompten.

Daardoor vergiftigden
ze 90 procent van het leven

op het oppervlak van de Aarde,

maar door hen ademen wij nu deze lucht in.

Hoewel onze kennis over
deze zaken toeneemt,

blijft er één vraag onbeantwoord:

'Waar komen we vandaan?'

Wat erger is:

we kunnen geen tastbaar bewijs vinden

van onze oorsprong op deze planeet,

want alles wat ouder is dan
vier miljard jaar is verdwenen.

Elk spoor is uitgewist

door platentektoniek en erosie.

Dit noem ik de biologische
horizon van de Aarde.

Voorbij deze horizon weten we niet
waar we vandaan komen.

Moeten we de hoop opgeven?
Misschien niet.

Mogelijk vinden we bewijs
van onze oorsprong

op de minst voor de hand
liggende plaats: op Mars.

Hoe kan dat?

In het begin van het zonnestelsel

regende het grote planetoïden en kometen
op Mars en de Aarde

en ejecta daarvan verspreidden
zich in alle richtingen.

De Aarde en Mars bekogelden elkaar
lange tijd met rotsblokken.

Stukken rots vielen op de Aarde

en stukken Aarde vielen op Mars.

Het is mogelijk dat de twee planeten
door dezelfde materialen bevrucht zijn.

Misschien wacht onze overgrootvader op ons
aan het oppervlakte van Mars.

We kunnen zoeken op Mars naar sporen
van onze eigen oorsprong.

Misschien zal Mars dit geheim openbaren

en hierom is Mars zo belangrijk voor ons.

Dit kan alleen het geval zijn

als Mars inderdaad leefbaar was
toen de omstandigheden geschikt waren.

Was Mars leefbaar?

Verschillende missies geven
een bevestigend antwoord.

Toen het leven op Aarde ontstond,

had Mars een oceaan, vulkanen, meren

en delta's zoals op deze prachtige foto.

De Curiosity Rover stuurde
een paar weken geleden deze foto,

waarop een delta te zien is.

De foto toont aan dat er
water in overvloed was

en dat het lange tijd
over het oppervlak vloeide.

Dat is goed nieuws voor het leven.

Chemisch leven heeft een lange tijd
nodig om te ontwikkelen,

dus dit is erg goed nieuws.

Zal het gemakkelijk zijn om
leven op Mars te vinden?

Niet per se,

want het volgende gebeurde:

toen op Aarde het leven explosief toenam,

verslechterde de situatie op Mars ernstig.

Zonnewinden scheurden
de atmosfeer uit elkaar,

Mars verloor zijn magnetisch veld,

kosmische straling en uv-straling
teisterden het oppervlak

en water verdween in de ruimte
of onder de grond.

Als we het willen begrijpen,

en sporen van levenskenmerken
willen vinden

op het oppervlak van Mars,
als ze er zijn,

dan moeten we begrijpen wat het effect
van deze gebeurtenissen was

op het behoud van de sporen.

Slechts dan kunnen we ontdekken
waar deze kenmerken zich verbergen

en slechts dan zullen we onze Rover
naar de juiste plekken kunnen sturen,

om monsters te nemen van stenen

die ons iets belangrijks kunnen vertellen
over wie we zijn.

Of misschien laten ze ons zien

dat er onafhankelijk
leven ontstaan is op een andere planeet.

Het is makkelijk.

Je hoeft alleen maar 3,5 miljard jaar
terug in de geschiedenis

van de planeet te reizen.

We hebben enkel een tijdmachine nodig.

Makkelijk, toch?

Ja, eigenlijk wel.

Kijk om je heen naar de planeet Aarde.

Dit is onze tijdmachine.

Geologen gebruiken hem om terug te reizen
in de geschiedenis.

Ik gebruik hem op een andere manier.

Ik gebruik de planeet om
extreme milieus op te zoeken

met omstandigheden die op Mars lijken,

op het moment dat het klimaat veranderde.

Ik probeer te begrijpen wat er gebeurde.

Wat zijn de kenmerken van leven?

Wat bleef er over?
Hoe gaan we het vinden?

Ik neem je mee op mijn tijdreis

met die tijdmachine.

Hier zijn we op 4.500 meter hoogte
in het Andesgebergte,

of minder dan een miljard jaar
na de formatie van de Aarde en Mars.

Zo zagen ze er ongeveer uit.

Overal vulkanen,
overal meren die verdampen,

mineralen, warmwaterbronnen.

Zie je de bergjes aan de rand
van de meren?

Die worden gebouwd door de nakomelingen
van de eerste organismen,

waar ons oudste fossiel vandaan komt.

Om te begrijpen wat daar gebeurt,
moeten we nog verder gaan.

Op deze plekken,

net zoals 3,5 miljard jaar geleden
op Mars,

het klimaat erg snel verandert
en water en ijs verdwijnen.

Om terug te gaan naar de tijd
waarin alles veranderde op Mars,

moeten we het hogerop zoeken.

Waarom hoger?

Wanneer je omhoog gaat,

wordt de atmosfeer dunner
en minder stabiel,

de temperatuur daalt
en er is veel meer uv-straling.

In feite heb je de omstandigheden
van Mars toen alles veranderde.

De rit in de tijdmachine
is geen pleziertochtje.

Je kan niet rustig zitten
in de tijdmachine,

je moet 450 kilo aan apparatuur
naar de top slepen

van deze 20.000 voet hoge vulkaan
in het Andesgebergte.

Dat is ongeveer 6.000 meter.

Je moet slapen op een helling
van 42 graden

en hopen dat er geen
aardbeving zal zijn die nacht.

Op de top vinden we
waarvoor we kwamen:

hier zijn de omstandigheden in het meer

gelijk aan die op Mars
3,5 miljard jaar geleden

Nu moeten we verder reizen,

het meer in.

Dat betekent:
berguitrusting uittrekken,

duikpakken aantrekken en het meer in.

Op dat precieze moment
stappen we terug in de tijd,

3,5 miljard jaar in de geschiedenis
van een andere planeet,

om antwoorden te krijgen.

Overal barst het van leven.

Alles wat je op deze afbeelding ziet,
is een levend organisme.

Misschien de duiker niet,
maar al het andere wel.

Maar de afbeelding is misleidend,

want hoewel het barst
van leven in die meren,

is er zoals op veel plaatsen op Aarde
door klimaatverandering

een groot verlies aan biodiversiteit.

In de monsters die we terugbrachten,

bestond 36 procent van de bacteriën
uit drie soorten

en dit zijn de soorten die het tot
op heden overleefd hebben.

Dit is een ander meer,
vlak naast het eerste.

De rode kleur komt niet van mineralen,

maar van kleine algen.

De uv-straling is venijnig in deze regio.

Op Aarde wordt 11 als extreem beschouwd.

Tijdens uv-stormen loopt
de uv-index hier op tot 43.

Factor 30 anti-zonnebrand
is daar nutteloos

en het water van de meren is zo helder

dat de algen zich nergens
kunnen verstoppen,

dus maken ze hun eigen
anti-zonnebrand aan.

Dat is de rode kleur die je ziet.

Ze kunnen zich niet eindeloos aanpassen,

dus wanneer het water
van het oppervlak verdwijnt,

kunnen de microben nog maar één ding doen:

ondergronds gaan.

De microben leven in de stenen

die je op de afbeelding ziet

en de stenen, die een beetje licht
doorlaten, beschermen hen.

De algen krijgen het goede van de uv

en lozen het slechte deel
dat hun DNA kan aantasten.

Daarom trainen we onze Rover

om op Mars op zulke plekken
naar leven te zoeken,

want als er 3,5 miljard jaar geleden
leven was op Mars,

dan gebruikte het dezelfde strategie
om zichzelf te beschermen.

Het is duidelijk

dat het onderzoeken van extreme milieus
ons veel helpt

in de verkenning van Mars
en het voorbereiden van missies.

Het heeft ons geholpen
de geologie van Mars te begrijpen.

Het heeft ons geholpen het oude klimaat
van Mars en zijn evolutie te begrijpen

en zijn potentiële leefbaarheid.

De laatste Rover op Mars heeft sporen
van organisch materiaal aangetroffen.

Er zijn organische materialen
op het oppervlak van Mars.

De Rover ontdekte ook sporen van methaan.

We weten nog niet of dit methaan

van geologische of biologische afkomst is.

In ieder geval leert deze ontdekking ons

dat de hypothese dat er leven is op Mars

nog steeds geldig is.

Ik hoop je overtuigd te hebben
van het belang van Mars,

maar we moeten niet denken dat Mars

de enige vindplaats van microbieel leven
in het zonnestelsel is,

want Mars en de Aarde

kunnen een gemeenschappelijke
oorsprong van leven hebben,

maar het is niet makkelijk
als je voorbij Mars gaat.

De mechanica van de ruimte

bemoeilijkt de uitwisseling
van materiaal tussen planeten.

Als we leven ontdekken op die planeten,

zal het een ander soort leven zijn
dan bij ons.

Het zou kunnen blijken
dat alleen wij leven hebben,

of alleen wij en Mars,

of dat er verschillende levensbomen
zijn in ons zonnestelsel.

Ik weet het antwoord nog niet,
maar ik weet wel dat

wat het resultaat ook zal zijn,
wat het magische getal ook is,

het zal ons een maat geven

waarmee we de kans op leven
kunnen voorspellen,

overvloed en diversiteit
buiten ons zonnestelsel.

Onze generatie kan dit bereiken.

Dit kan onze nalatenschap zijn,
mits we durven te onderzoeken.

Tenslotte,

als iemand beweert
dat het niet hip is

om naar buitenaardse microben te zoeken,

omdat je geen filosofische discussie
met ze kan voeren,

wil ik laten zien
hoe je hen kunt tegenspreken.

Organisch materiaal kan ons iets vertellen

over het milieu, over complexiteit en
over diversiteit,

DNA of een andere informatiedrager
vertelt ons iets over aanpassing,

over evolutie, over overleven,
over verandering op planeten

en de overdracht van informatie.

Kortom: ze vertellen ons

wat begon als microbiële ontwikkeling

en waarom een microbiële ontwikelling

soms een beschaving wordt

en soms doodloopt.

Neem ons zonnestelsel
en de Aarde.

Op aarde bestaan
meerdere intelligente soorten,

maar slechts één
heeft technologie bereikt.

In de reis van ons eigen zonnestelsel

zit een enorm krachtige boodschap

die stelt dat we op zoek moeten
naar buitenaards leven, klein en groot.

Microben spreken en wij luisteren.

Ze leiden ons,

van planeet tot planeet
en van maan tot maan,

naar hun grote broers verder weg.

Ze tonen ons diversiteit,

en overvloed van leven.

Ze vertellen ons hoe
het leven overleefd heeft

en beschaving bereikte,

intelligentie, technologie
en inderdaad ook filosofie.

Dankjewel.

(Applaus)