Mensen en de meeste dieren, planten en schimmels halen hun energie voornamelijk uit chemische reacties tussen zuurstof en organische verbindingen zoals suikers. Microben vertrouwen echter op een groter aantal verschillende reacties voor energie; Door reacties tussen zuurstof en waterstof kunnen hydrogenotrofe bacteriën bijvoorbeeld diep in het binnenste van de aarde overleven. Eerder onderzoek heeft ook gesuggereerd dat dergelijke reacties de ontwikkeling van het eerste leven op aarde hadden kunnen stimuleren.
Het is al lang ontdekt dat wanneer rotsen worden vernietigd en verpletterd tijdens aardbevingen op aarde, het silicium in die rotsen kan reageren met water om waterstof te genereren. Hoofdauteur Sean McMagon, een geomicrobioloog aan de Yale University, en zijn collega's gingen op zoek om erachter te komen of Marsquakes genoeg waterstof kunnen genereren om microben te ondersteunen die mogelijk op de rode planeet leven.
Wetenschappers hebben onderzoek gedaan naar speciale soorten gesteenten die ontstaan wanneer stenen worden verpletterd tijdens aardbevingen. Monsters uit Schotland, Canada, Zuid-Afrika, de Scilly-eilanden voor de kust van Engeland en de Buiten-Hebriden van Schotland werden geanalyseerd en toonden aan dat ze honderden keren meer waterstofgas vasthouden dan omringende rotsen die niet in dit soort vermaling zijn geboren.
"Deze resultaten zijn erg interessant en opwindend omdat we nooit hadden gedacht dat we zoiets zouden vinden", zegt McMagon.
De wetenschappers zeggen dat de waterstof in de monsters die ze analyseerden overvloedig genoeg was om de zich ontwikkelende hydrogenotrofen op aarde te ondersteunen.
"Onze bevindingen dragen bij aan een breder beeld van hoe geologische processen het microbiële leven in extreme omstandigheden kunnen ondersteunen", zegt McMagon. "We dachten dat er niet veel voedsel was in de kilometers onder de grond, maar de afgelopen decennia hebben wetenschappers ontdekt dat de aarde daar een enorme hoeveelheid biomassa heeft, misschien wel 20% van de totale biomassa op aarde."
Met betrekking tot hoe Marsbevingen en water hadden kunnen samenwerken om waterstof op Mars te genereren, hebben eerdere studies aangetoond dat het oppervlak van Mars ooit vol vloeibaar water was. Er werd ook bevestigd dat er mogelijk nog steeds grote waterreserves ondergronds op de Rode Planeet zijn, op een diepte van gemiddeld 5 kilometer. Toch komen aardbevingen op Mars veel minder vaak voor dan op aarde, aangezien er tegenwoordig geen vulkanisme of platentektoniek is op de Rode Planeet.
Desalniettemin merken de onderzoekers op dat conservatieve modellen van Marsbevingen gebaseerd op gegevens van NASA Mars Global Surveyor laten zien dat de Rode Planeet gemiddeld zo'n gebeurtenis van 2 magnitudes elke 34 dagen en 7 magnitudes elke 4500 jaar meemaakt. Bijgevolg kunnen Marsbevingen gemiddeld ongeveer 11 ton waterstof per jaar genereren op Mars, wat voldoende zal zijn om sporadisch een brandpunt van microbiële activiteit in stand te houden.
Promotie video:
"Deze waterstof kan waarschijnlijk kleine hoeveelheden biomassa ondersteunen", zegt McMagon. “Toch past het in het groeiende beeld van de biosfeer dat Mars zou kunnen ondersteunen. Als je naar bacteriën en andere micro-organismen op aarde kijkt, zul je ontdekken dat sommigen van hen ongelooflijk lang inactief kunnen blijven en dan wakker worden en zich voortplanten, en dan weer gaan slapen voor nog eens 10.000 jaar of zo."
McMahon merkte op dat zelfs die rotsen zonder water tijdens aardbevingen waterstofgas lijken te kunnen genereren. Dit suggereert dat bij het malen van rotsen waterstof kan vrijkomen, dat meestal chemisch aan de rotsen is gebonden. Het exacte chemische proces valt echter nog te bezien.
In 2018 begint de InSight-missie met het meten van seismische activiteit op Mars. De beschikbaarheid van up-to-date gegevens over Marsbevingen zal laten zien hoe goed wetenschappers kunnen zijn.
ILYA KHEL
