Laser kan helpen zoeken naar leven op Mars

De zoektocht naar het vorige leven op Mars heeft zojuist een nieuw hulpmiddel in zijn gereedschapsriem gekregen met een instrument dat stukjes mineralen van rotsen afvijlt en die stukjes analyseert voor de overblijfselen van levende cellen.

NASA-orbiters en -overs hebben overvloedig bewijs gevonden dat vloeibaar water ooit op het oppervlak van Mars stroomde, en dat bewijs van water verhoogt de mogelijkheid dat de rode planeet ooit het leven koesterde, zelfs als het maar kleine microben waren.

Andere missies hebben de kwestie van het leven op Mars directer bekeken. De Amerikaanse Viking-missies van de jaren 70 en 80 testten Mars-modder rechtstreeks op het leven, maar vonden het niet. NASA's Phoenix Mars Lander nadert het einde van zijn missie om het ijsrijke vuil van het arctische gebied van Mars te analyseren op tekenen van organische stoffen.

Maar waar wetenschappers echt van zouden houden, is dat ze een monster van Mars in handen krijgen en het terug naar de aarde brengen. Dat is waar dit instrument, dat wordt ontwikkeld door onderzoekers van het Idaho National Laboratory (INL), binnen zou komen.

Hoe het werkt

Het instrument maakt gebruik van een "point-and-shoot" -lasertechniek, lasersorptie-massaspectroscopie voor het analyseren van minerale monsters. De onderzoekers richten een laserstraal op een plek minder dan een honderdste van de breedte van een potloodpunt en de laser klopt microscopische fragmenten van het mineraal af.

Als er organische stoffen in het monster zitten, reageren de minerale fragmenten ermee om ionen te vormen (atomen of moleculen die een elektron verloren hebben of hebben gekregen). De massaspectrometer van het instrument kan de ionen detecteren en het team kan het patroon dat ze maken bestuderen om te zien of het signaturen vertoont die tot specifieke biomoleculen kunnen behoren.

Met financiering van NASA's Astrobiology-programma hebben INL's Jill Scott en haar team testen uitgevoerd met het instrument en wat ze 'Aarde-analogen van Mars-rotsen' noemt, om te zien welke mineralen de beste gokken zijn voor het vinden van een sterk signaal in een Mars-monster. Het zal toekomstige missies naar Mars ook een richtlijn geven voor wat mineralen moeten oppikken en naar huis brengen; Het team van Scott zal NASA kunnen vertellen: "Dit zijn de meest veelbelovende keuzes. Ga hier achteraan."

"Sommige mineralen werken gewoon niet goed," zei Scott. IJzeroxiden werken in het bijzonder niet, wat volgens Scott 'te slecht' is omdat Mars 'de roestplaneet' is.

Tot nu toe geven haliet (of steenzout) en jarosiet verschillende patronen wanneer ze worden gezapt als ze organische moleculen in zich hebben. Het team heeft ook stalen van het verdampte Searles Lake-bed in Californië getest. Het wordt gedacht dat Thenardiet een bestanddeel van het oppervlak van Mars is en omdat het achterblijft wanneer meren opdrogen, zou de aanwezigheid ervan in een monster dat water kunnen betekenen? en vandaar het leven? was eens aanwezig in het gebied.

Scott en haar team hebben ook kunstmatige thenardite-monsters gemaakt met sporen van stearinezuur, achtergelaten door dode cellen, en glycine, het eenvoudigste aminozuur dat door het leven op aarde wordt gebruikt. (Aminozuren zijn de bouwstenen van eiwitten.)

Alle experimenten toonden een verschillend ionpatroon dat niet verscheen als thenardite alleen werd getest, wat suggereert dat het patroon een handtekening van de toegevoegde biomoleculen vertoonde.

De biomoleculen konden worden gedetecteerd in concentraties van slechts 3 deeltjes per biljoen, rapporteerden de onderzoekers onlangs in de Geomicrobiology Journal. Een dergelijke hoge gevoeligheid is cruciaal voor het zoeken naar tekenen van leven op Mars, omdat die tekenen heel klein kunnen zijn.

'Ze zullen waarschijnlijk maar weinigen zijn,' zei Scott.

NASA is van plan om met een andere laser op de komende Mars Science Laboratory-missie stenen te laten zappen. De laser zal ook stof afgeven dat kan worden geanalyseerd met massaspectrometers om hun samenstelling te leren.

Waarom het beter is

Er zijn andere technieken die organische stoffen in gesteenten kunnen detecteren, maar ze vereisen het extraheren van het organische materiaal uit monsters, wat "erg monsterlijk en tijdrovend kan zijn", zei Scott.

Je kunt zo veel monsters van Mars terugbrengen en je wilt niet verspillen wat je hebt, zei Scott.

Deze andere methoden zouden ook onpraktisch zijn om op Mars zelf te doen vanwege alle betrokken monstervoorbereiding.

"Als je dit op Mars gaat doen, wil je geen monstervoorbereiding doen, zei Scott.

Scott en haar team zouden graag willen werken aan het verkleinen van het instrument zodat het naar Mars zou kunnen worden gestuurd, waardoor de bemonsteringsmogelijkheden worden geopend, maar voor nu missen ze de financiering.

Ze werken ook aan het verbeteren van de laser op het instrument, dat nu slechts ongeveer 10 procent van alle biomoleculen in een monster ioniseert. Deze stap zou de detectiemogelijkheden van het instrument verbeteren.

"Er moet nog veel gebeuren," zei Scott.

  • Video - Het leven op Mars: het onderzoek gaat door
  • Video - Op zoek naar het leven op de juiste plaatsen
  • Mars Madness: een multimedia-avontuur!