Het water op de maan ligt verscholen onder enkele kilometers ijs, een gegeven dat ervoor heeft gezorgd dat wetenschappers zich af begonnen te vragen of er veel zuurstof op het object te vinden is. De oceaan bevat twee keer zoveel vloeibaar water als alle oceanen op onze planeet samen. Het nieuwe onderzoek suggereert dat er mogelijk honderd keer zoveel zuurstof aanwezig is op Europa dan eerder gedacht werd. Verondersteld wordt dat zuurstof gevormd wordt wanneer energetisch geladen deeltjes van de zon in aanraking komen met Europa’s ijzige oppervlak. De stof is waarschijnlijk belangrijk voor de metabolische processen van levensvormen, hoewel zwavel of methaan bij sommige organismen een grotere rol speelt.

Om te bepalen hoeveel zuurstof er mogelijk in de oceaan te vinden is, werd het oppervlak – dat slechts zo’n vijftig miljoen jaar oud is en voortdurend in beweging is – uitgebreid bestudeerd. Volgens Greenberg verloopt de zuurstoftoevoer blijkbaar zo snel, dat het zuurstofgehalte binnen enkele miljoenen jaren groter kan zijn dan die van de aardse oceanen. Het goede nieuws is dat de eerste zuurstof waarschijnlijk pas na enkele miljarden jaren de oceaan wist te bereiken. Indien dat niet het geval zou zijn geweest, zou de mogelijke ontwikkeling van de eerste pre-biotische chemie en de eerste primitieve organische verbindingen verstoord worden door oxidatie. Een soortgelijk oponthoud in de zuurstofproductie op aarde was waarschijnlijk essentieel voor het proces dat uiteindelijk leidde tot het ontstaan van leven.

Schenk maakte gebruik van schaduwen en opnamen die vanuit twee verschillende hoeken werden gemaakt, welke gecombineerd werden om driedimensionale beelden te vormen. Hij was zo in staat om de helling van talloze gebieden op de maan te berekenen. Daarbij werd onderscheid gemaakt tussen vier verschillende soorten grond: kartelige vlakten die een groot deel van Europa’s oppervlak kenmerken, inslagkraters, zogeheten ‘chaos’-gebieden waar ijsbergen in een bevroren soep lijken te drijven en tot slot lange, gladde strepen die ook wel dilationale banden worden genoemd. Vooral de tweede en derde soort zijn interessant, aangezien vloeibaar water hier door barsten naar buiten gestroomd kan zijn en er op deze manier naar het bewijs van leven gezocht kan worden zonder dat de ijslaag doorbroken moet worden.

Het resultaat is echter minder hoopvol voor landers. Ongeveer de helft van het landschap in deze gebieden blijkt een helling van meer dan tien graden te hebben, hetgeen een probleem kan vormen voor voertuigen zoals de gestrande Marsrover Spirit. De steilste delen kunnen een helling van twintig of zelfs dertig graden hebben. De enige gebieden die relatief vlak zijn, zijn de gladde strepen die te zien zijn op de maan. Het zijn in feite tientallen kilometers brede en honderden kilometers lange breuken in de ijslaag van Europa die ontstaan onder invloed van de zwaartekracht van Jupiter en de andere grote manen die het vergezellen. Deze delen zouden gladder zijn omdat ze niet met zoveel ‘geweld’ ontstonden als bij inslagkraters en dergelijke het geval is. Dankzij stromend water zouden de breuken zelfs leven kunnen bevatten.

Het plan is dat er in 2020 een ruimtesonde richting de ijzige maan wordt gelanceerd. De Jupiter Europa Orbiter zal het werk dat Galileo niet wist te voltooien voor zijn rekening nemen. Het laatstgenoemde vaartuig wist namelijk slechts vijftien procent van Europa’s oppervlak goed in kaart te brengen. Aan de hand van de gegevens die met de nieuwe sonde verzameld moeten gaan worden zal men bepalen of het al dan niet de moeite waard is om een vaartuig richting het object te sturen die een touchdown moet maken en daadwerkelijk op zoek gaat naar buitenaards leven.

Schematische voorstelling van een prokaryotische cel.

De endosymbiontenhypothese, die tegenwoordig algemeen geaccepteerd wordt, wordt door dit resultaat dan ook zeer sterk bekrachtigd. Deze hypothese gaat over de herkomst van mitochondria en chloroplasten in eukaryote cellen. Volgens deze hypothese stammen ze af van de in eukaryote cellen levende prokaryote endosymbionten. De endosymbiosetheorie verklaart tevens ook voor een deel hoe planten en dieren zijn ontstaan uit bacteriën. Uit de blauwwieren zouden de planten zijn ontstaan door instulping van het celmembraan van prokaryoten. De celkern zou ontstaan zijn uit het ringvormige DNA-molecuul doordat het zich op een bepaalde plaats aan het celmembraan had gehecht. Ook het endoplasmatisch reticulum zou op deze manier zijn ontstaan. De in de cel opgenomen cyanobacteriën (autotrofe prokaryoten) zouden zich tot chloroplasten hebben ontwikkeld en de aerobe bacteriën, waarschijnlijk de proteobacteria die verwant zijn aan de rickettsia, tot mitochondriën. De aerobe bacteriën waren waarschijnlijk de aan de rickettsia verwante proteobacteria.

Eerste organismen zouden gebruik gemaakt hebben van fotosynthese, op die mannier konden ze gebruik maken van het zonlicht. Verdere evolutie zou geleid hebben tot een neveneffect, waardoor deze organismen ook zuurstof bij produceerden. Dit maakte een pad vrij voor zuurstofademende voorouders, zonder zuurstof waren wij er immers allen niet.

Een schema ter illustratie van de prokaryotische ring van het leven. Met de actinobacteriaal donor, aan de linkerkant (blauw), en de clostridiaal donor, op het rechtse deel (geel), de overdracht van deze tot de dubbelembraan prokaryoten aan de bovenkant van de ring (groen).

Leven van hogere klassen zouden nooit bestaan hebben zonder deze versmelting, zonder deze versmelting zouden meercelligen nooit geëvolueerd hebben en had de Aarde er waarschijnlijk volledig anders uitgezien. Door de samensmelting ontstonden er namelijk dubbel membraam prokaryoten, die na een periode van evolutie een leverancier van zuurstof werden voor onze planeet. Volgens NASA zijn dit uiterst gunstige resultaten. We mogen allen alvast zeer blij zijn met deze samensmelting, mocht deze samensmelting immers niet gebeurd zijn had ik nooit dit artikel voor deze website kunnen schrijven en was er zeker en vast niemand om het te lezen…

Voorheen troffen wetenschappers al amminozuren aan in een meteoriet, maar nu werd het aminozuur ‘glycine’ voor de eerste maal aangetroffen in een ijzige komeet. Glycine kan synthetisch gevormd worden door de reactie van ammoniak met monochloorazijnzuur (MCA) in waterig milieu:
ClCH2COOH + 2 NH3 → H2N-CH2COOH + NH4Cl

“Het is niet meteen verwonderlijk, maar wel fassicenerend om dit aan te treffen, vooral omdat we er momenteel niet echt naar op zoek waren ” zegt Jamie Elsila van NASA’s Goddard Space Flight Center.

Kometen en asteroïden hebben een bombardement uitgevoerd op het prille en jonge Aarde, volgens het nieuw onderzoek zou dit bombardement de toevoer geweest zijn van de aminozuren. We mogen dit bombardement dus zeer dankbaar zijn. “We zijn geïnteresseerd in het begrijpen van wat er op het vroege Aarde te vinden was wanneer het leven van start is gegaan” vertelde Elsila ” maar aminozuren staan zeker op de lijst van benodigde ingrediënten “.

Artistieke weergave van het
ruimtevaartuig Stardust.

De aminozuren zelf waren gevonden via NASA’s ‘Stardust’ missie. Stardust is Engels voor sterrenstof, het vangen en meenemen van sterrenstof was dan ook een zeer belangrijke taak van dit onbemand ruimtevaartuig. Concreet behoorden tot zijn doelstellingen : het doen van metingen, nemen van foto’s en het vangen van stofdeeltjes van de komeet ” Wild 2″, het meest cruciale en belangrijke punt van deze missie was het terugbrengen van het opgevangen materiaal naar de Aarde voor verder onderzoek. Het ruimtevaarttuig werd gelanceerd op 7 februari 1999, vloog langs de komeet “Wild 2″ op 2 januari 2004 en kende zijn landing op Aarde op 15 januari 2006. Onderweg nam het ruimtevaarttuig ook enkele foto’s van de planetoïde “Annefrank”, die vernoemd werd naar Anne Frank, een joods meisje en schrijfster die tijdens de Tweede Wereldoorlog in een concentratiekamp stierf.

De onderzoekers vonden niet enkel glycine, maar ook stikstof bevattende organische verbindingen genaamd aminen.Echter werden de aminen niet opgetekend in het verslag, aangezien het van deze niet zeker is of het om echte vondsten gaat of het om een Aardse besmetting gaat. De onderzoekers hadden meer dan 2 jaar nodig om het allemaal waar te nemen. Het was een zeer moeizame taak aangezien er slechts zo weinig stof aanwezig was. In feite was er dan ook niet genoeg materiaal voor het opsporen van de bron van een verbinding. Met slechts ongeveer een 100 miljardste van een gram van glycine te bestuderen was het dan ook een uiterst normale zaak dat het onderzoek zo moeizaam verliep.

Artistieke impressie van Rosetta

Allerlaatst wist Elsila mee te delen dat ze graag monsters had van de kern van de komeet, aangezien er daar complexere mengsels aan te treffen zijn. Gelukkig zal het ruimtevaartuig Rosetta, gefinancierd door de ESA, dit hopelijk verwezenlijken. Rosetta zal zich in 2014 in een baan om de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko plaatsen en ze bestuderen. Er zal zich vanaf het ruimtevaartuig een lander los maken, Philae genaamd, deze zal onderzoek doen naar het binnenste van de komeet. Omdat de komeet een zeer geringe zwaartekracht heeft vuurt Philae vlak voor de landing twee harpoenen af, deze moeten voorkomen dat de lander weer terug stuit in de ruimte. December 2015 zou het einde van deze missie moeten zijn. Hopelijk zal deze missie nog meer verrassingen bieden aan de vele onderzoekers.

Wind, regen, vulkanen, tektonische platen – het zijn allemaal aardachtige kenmerken die voorkomen op het complexe en gevarieerde Titaanse oppervlak. Het enige grote verschil blijkt te zijn dat de zogeheten cryovulkanen op de maan geen gloedheet magma uitstoten, maar waterijs en ammoniak. “Het is zeer verrassend dat het oppervlak van Titan zo veel lijkt op dat van onze planeet,” aldus Rosaly Lopes, één van de onderzoekers. “Hoewel diens temperatuur en andere natuurlijke omstandigheden verschillen, lijkt de maan in feite meer op de aarde dan ieder ander hemellichaam in ons zonnestelsel.”

De door een dikke atmosfeer omhulde maan, welke groter is dan planeet Mercurius niet veel kleiner is dan buurplaneet Mars, wordt voortdurend in de gaten gehouden met het radarinstrument van de ruimtesonde Cassini en dankzij deze observaties heeft men inmiddels aan kunnen tonen dat het oppervlak van Titan bedekt wordt door heuvels, duinen en meren. De meren komen zowel op diens noordelijk als zuidelijk halfrond voor en bevatten koolwaterstoffen waarvan gedacht wordt dat ze mogelijk de juiste omstandigheden kunnen bieden voor het ontstaan van leven. De cyclus die zorgt voor de aanwezigheid van deze vloeistoffen is te vergelijken met de regencyclus op aarde, maar dan voornamelijk met methaan in plaats van water.

Een ander instrument van het ruimtevaartuig, dat de Visual and Infrared Mapping Spectrometer wordt genoemd, stuitte eerder dit jaar op een gebied op de maan waar voortdurend ammoniakijs aan het oppervlak verschijnt. Hoewel dit niet lang aanwezig blijft, heeft men aan kunnen tonen dat het voorkomt in het inwendige van Titan, iets dat suggereert dat er een proces is dat ammoniak naar het oppervlak verscheept. Verdere observaties hebben nu uitgewezen dat de oorzaak gezocht moet worden bij structuren die veel overeenkomsten vertonen met vulkanen.

Het is de onderzoekers niet ontgaan dat ammoniak in combinatie met het methaan en waterstof dat te vinden is in de Titaanse atmosfeer voor natuurlijke omstandigheden zorgt die te vergelijken zijn met die op onze planeet heersten op het moment dat de eerste levensvormen ontstonden. De vraag is nu: ondersteunen de chemische processen op de maan een prebiotische chemie die lijkt op de chemie waaronder het leven zijn intrede maakte op aarde? Wie weet…

In 2003 ontdekten onderzoekers methaan op Mars. Deze ontdekking suggereerde dat het gas geleverd kon worden door geologische processen of misschien door methaanproducerende bacteriën. De ontdekking van methaan werd nog mysterieuzer omdat onderzoekers meldden dat het methaan niet gelijkmatig over de atmosfeer is verdeeld, maar is geconcentreerd in bepaalde gebieden. Dit is raar, want door atmosferische stromingen wordt verwacht dat het gas gelijkmatig over de planeet verspreid wordt in een tijdsbestek van enkele weken of maanden.

Om te zien of deze methaangroepen zouden kunnen verklaard worden door atmosferische reacties hebben enkele onderzoekers van de Pierre en Mairie Curie-Universiteit in Parijs geprobeerd om de aanwezigheid na te bootsen met een klimaatmodel dat wind, turbulentie en alle bekende molecuulverbindingen in de Marsatmosfeer omvat.

Maar het model, dat was gebaseerd op het gedrag van methaan op aarde, faalde om geobserveerd methaangas te produceren, hoewel andere atmosferische gassen wel perfect nagebootst konden worden. Door de invoering van geïdealiseerde methaanmoleculen, of ‘traceurs’, met looptijden variërend van enkele dagen tot duizenden jaren in het model vond het team de enige manier om de observaties te herproduceren en bleek dat het methaan op de planeet wordt vernietigd in 200 aardse dagen, 600 keer sneller dan op aarde.

Het team heeft geprobeerd de thermische historie van kometen in kaart te brengen nadat zij ongeveer 4,5 miljard jaar geleden ontstonden uit interstellair en interplanetair stof. Verondersteld wordt dat de vorming van het zonnestelsel zelf aangestuurd werd door schokgolven die afkomstig waren van de explosie van een nabijgelegen supernova. Bij de supernova kwam radioactief materiaal, zoals de isotoop Aluminium-26, terecht in het primordiale zonnestelsel en een deel daarvan werd ook opgenomen in kometen. De onderzoekers claimen dat de radioactiviteit ervoor gezorgd heeft dat ijzig materiaal in het inwendige van deze objecten verwarmd werd, smolt en vervolgens een ondergrondse oceaan vormde.

Volgens Wickramasinghe bestaat er na het verkrijgen van deze bevindingen nog maar weinig twijfel over het feit dat de honderd miljard kometen in ons zonnestelsel daadwerkelijk een vloeibare oceaan bevatten. Het ijs dat dezer dagen te vinden is in hun het inwendige van kometen kan ook smelten als een dergelijk object het binnenste deel van ons planetenstelsel nadert. Bewijs daarvan werd gevonden bij de komeet Tempel-1, welke in 2005 onderzocht werd door de ruimtesonde Deep Impact.

Het resultaat van het onderzoek ondersteunt de zogeheten panspermia-theorie, die inhoudt dat het leven op aarde niet op onze planeet, maar elders in het heelal is ontstaan.

Op aarde kent men ammoniak vooral van schoonmaak- en reinigingstoepassingen, maar ook als koelmiddel in (grotere) koelinstallaties of zelfs als bereidingswijze voor cocaïne. Natuurlijk heeft het vaststellen van ammoniak niets te maken met het druggebruik van buitenaards leven, maar concreet betekent dit dat er zeer grote aanwijzingen zijn voor de aanwezigheid van vloeibaar water.

Hoe ammoniak kan wijzen op vloeibaar water op een ijzige maan in het koelere deel van ons zonnestelsel? Wel, ammoniak fungeert ook als antivriesmiddel. Bij de aanwezigheid van ammoniak kan water in haar vloeibare toestand verblijven tot zelf 176 graden Kelvin of -97 graden Celsius. Gezien de gemeten temperaturen op Enceladus 180 graden kelvin of -93 graden Celsius bedroegen en de hoeveelheid ammoniak aannemelijke proporties aanneemt, is het dan ook zeer denkbaar dat Enceladus een vloeibare watermassa kent.

“Ammoniak is een soort heilige graal voor ijskoud vulkanisme,” zei William McKinnon, een wetenschapper van de Washington University in Saint Louis, Missouri. “Dit is de eerste keer dat we dit aantroffen op een ijzige satelliet van deze planeet en waarschijnlijk is het ammoniak vindbaar in het gehele systeem rond Saturnus.” De hoeveelheid water dat opgenomen is binnen Enceladus’ ijzige interieur is nog voor discussie vatbaar.

Tot nu toe heeft Cassini vijf flyby’s langs het object achter de rug – twee nauwe flyby’s zijn gepland voor november dit jaar en twee andere voor april en mei 2010. De ruimtevaartorganisatie NASA hoopt dan ook bij deze passages meer gegevens te verzamelen om meer zekerheid te scheppen over het mogelijke bestaan van een vloeibare oceaan.

Sommigen huiveren momenteel al dat Enceladus mogelijk een bron van leven zou kunnen zijn. Volgens verschillende wetenschappers mag men niet te snel conclusies trekken, aangezien er nog te veel onenigheid is over het ontstaan van het aardse leven. Het bestaan van potentiële bewoonbare omgevingen betekent dan ook niet dat er op die plaats leven ontstaan is. Maar we kunnen er in ieder geval vanuit gaan dat dit verhaal nog niet tot zijn eind is.

Hoogenergetische kosmische stralen, welke afkomstig zijn van de zon en andere sterren, die in aanraking komen met het Titaanse oppervlak zouden reacties op kunnen wekken waarbij er complexere moleculen gevormd worden in de meren, zo luidt de conclusie van een team van onderzoekers dat onder leiding stond van Tetsuya Tokano van de Universiteit van Keulen in Duitsland. Indien de meren op de maan niet zouden bestaan uit talloze chemicaliën zouden deze op lange termijn kunnen bevriezen of uit kunnen drogen. Maar niet alleen de samenstelling van de meren zorgt ervoor dat er chemische reacties op kunnen treden; ook de grootte en diepte van de meeste meren op het oppervlak van Titan blijkt optimaal te zijn. Dat heeft men af kunnen leiden uit een experiment waarbij de chemische opbouw van de meren zo goed mogelijk werd nagebootst.

Aangezien deze verschilt van de samenstelling van de wateren op aarde zouden, indien er leven voorkomt op de maan, de levensvormen op Titan weinig overeenkomsten vertonen met de organismen op onze planeet. Het zou goed mogelijk zijn dat het leven gebaseerd is op silicium, omdat er lage temperaturen heersen op de maan, er maar weinig zuurstof op voorkomt en water essentieel is voor het leven zoals wij dat kennen. Dergelijke organismen kunnen volgens de onderzoekers ontstaan zijn of in de toekomst voortvloeien uit de processen die naar alle waarschijnlijkheid voltrekken in de meren van de bijzondere maan, die sinds 2004 wordt bestudeerd door de ruimtesonde Cassini.