Logo DBNL
Streven. Vlaamse editie. Jaargang 58 (1990-1991)

Streven. Vlaamse editie. Jaargang 58

(1990-1991)– [tijdschrift] Streven. Vlaamse editie–rechtenstatus Auteursrechtelijk beschermd

Vorige Volgende

Terug van Utopia (1)
Drie eeuwen geloof in leven op Mars
Henk Jans

Op 20 juli 1989 - de twintigste verjaardag van de eerste mensenpassen op de maan - verklaarde president Bush dat de VS opnieuw werk zouden maken van bemande maanvluchten. De bedoeling zou zijn, op de atmosfeerloze maan een permanente sterrenwacht te vestigen en de maanbasis te gebruiken als ‘springplank’ voor bemande verkenningen van Mars. Bush' aankondiging kwam als een fikse verrassing. Tussen 1969 en 1976 boekte de NASA spectaculaire ruimtevaartsuccessen: niet minder dan zes bemande maanexploraties en twee geslaagde landingen van waarnemings- en onderzoeksapparatuur op Mars. Maar na hun voltooiing raakten deze technologische hoogstandjes nogal vlug in de vergetelheid en was er van een voortzetting van dit soort exploraties nog nauwelijks sprake. Daarin zou nu dus verandering komen. Voor een sterrenwacht op de maan is veel te zeggen. Maar waarom nog bemande exploraties van Mars, de planeet die veel onherbergzamer gebleken is dan men - tot in 1963 - had gehoopt?

Uiteenlopende motieven

In To Utopia and Back gaf N.W. Horowitz, de leider van de biologische experimenten op Mars, een omstandig relaas van het hardnekkige maar vergeefse zoeken naar leven op Mars1. Uit zijn verhaal blijkt dat de exploraties van respectievelijk de maan en Mars om erg uiteenlopende redenen opgezet werden. Op het ogenblik komt men er onomwonden voor uit dat de motivering van het bemande maanonderzoek overwegend van politieke aard was: het kwam erop aan de Sovjetunie voor te zijn. Wat daarbij aan wetenschappelijke ontdekkingen uit de bus zou komen, was mooi meegenomen:

‘Het startsein voor het Apolloproject werd gegeven door president J.F. Kennedy. Het was fundamenteel een politieke beslissing op een moment dat de twee supermachten met elkaar wedijverden om het leiderschap in de wereld. In die dagen ging men ervan uit dat een demonstratie van superieure ruimtevaart-technologie meteen ook de superioriteit van het politiek-economische systeem aantoonde. Ongeacht de oorspronkelijke bedoeling, hebben de Apollo-vluchten toch aardig wat wetenschappelijke ontdekkingen opgeleverd’2.

Zelfs de Amerikaanse publieke opinie heeft zich nooit in de aard van die opzet vergist: na de eerste maanlanding werd de rest van het programma in een ijltempo afgewerkt (met nog vijf geslaagde landingen tot december 1972), maar veel belangstelling van het publiek was er niet meer.

De exploratie van Mars daarentegen was uitsluitend ingegeven door een ruim drie eeuwen oude, strikt wetenschappelijke belangstelling of zelfs overtuiging. Veel wetenschapsmensen - tot in 1963 wellicht zelfs de meeste - verwachtten op Mars enige vorm van leven aan te treffen. Daarmee hoopte men aan te tonen

‘dat leven niet optreedt als het resultaat van een bijzondere scheppingsdaad of een uniek toeval, maar het resultaat is van het bestaan van welbepaalde processen: onder geschikte voorwaarden zullen die processen onvermijdelijk leiden tot de ontwikkeling van leven’ (H. Spencer Jones)3.

De ontdekking van leven op Mars zou ‘het ontstaan van leven doen verkeren van een mirakel in een kwestie van statistiek’ (Philip Morisson)4. Toen echter de biologische experimenten van de op Mars geïnstalleerde onderzoeksapparatuur over vrijwel heel de lijn negatief uitvielen, was de ontgoocheling behoorlijk groot. De vraag is dan ook: op grond waarvan waren de verwachtingen van leven op Mars zo hoog gespannen? Het antwoord op die vraag is een boeiend stuk wetenschapsgeschiedenis, dat begint met de Copernicaanse omwenteling in de astronomie, en waarin linguïstische en psychologische factoren een aanzienlijke rol hebben gespeeld.

Voorbarig apriorisme

Van in de Oudheid is Mars een opgemerkte planeet die vanwege haar roodachtige kleur vaak ‘de rode planeet’ werd genoemd. Na de Copernicaanse omwenteling werd Mars een ‘gewone’ planeet die, net als de binnenplaneten Mercurius en Venus, als de aarde en de buitenplaneten Jupiter en Saturnus, een ellipsvormige baan om de zon beschrijft, daarbij ‘gehoorzamend’ aan de drie wetten van Kepler, die op hun beurt mathematisch af te leiden waren uit de principes van

de newtoniaanse mechanica (Uranus zou pas in 1781, Neptunus in 1846, Pluto in 1930 ontdekt worden). De nadere bestudering van Mars werd ingezet door een befaamde tijdgenoot van Newton en pionier van de optica, de Nederlandse Christiaan Huygens (1629-1693). Met behulp van een door hem zelf vervaardigde telescoop ontdekte hij als eerste (in 1659) donkere vlekken op Mars. Uit hun beweging leidde hij af dat Mars, zoals de aarde, in één etmaal om zijn as wentelt. In 1666 preciseerde Cassini dat de Marsdag iets langer duurt: ongeveer 24 uur en 40 minuten (in feite 24 uur, 37 minuten, 22 seconden). Ook met de toentertijd nog zwakke optische instrumenten werden reeds de witte poolkappen van Mars opgemerkt, waarin men sneeuw- of ijsbedekkingen zag zoals die immers ook op de aardpolen voorkomen. Het duurde nog tot het einde van de 18e eeuw voor W. Herschel (1738-1822) erop wees dat de omvang van de poolkappen sterkst wisselt met de Marsseizoenen: ze krimpen tijdens de noordelijke en zuidelijke Marszomers om zich weer uit te breiden tijdens de winters. Dat Mars evenals de aarde seizoenen kent, leek heel begrijpelijk, aangezien de hellingshoek van zijn rotatieas met (de loodrechte op) zijn omloopbaan (thans 25o) van dezelfde grootte-orde is als de (23,5o bedragende) hellingshoek van de aardas. Wel duren de Marsseizoenen ongeveer dubbel zo lang als de aardse, omdat één Marsjaar (de tijd nodig voor een volledige omloop om de zon) 669 Marsdagen of 687 aarddagen telt.

Volkomen onafhankelijk van die bekend geraakte bijzonderheden omtrent Mars, heerste tegelijk in astronomische kringen de algemene overtuiging dat álle planeten levende en zelfs intelligente bewoners (moesten) herbergen. Huygens vond het een uitermate redelijke veronderstelling dat ‘Mercurius, Venus, Mars en Jupiter landouwen bezitten, verwarmd door de vriendelijke hitte van de zon en bevochtigd door vruchtbare dauw en buien’. Mochten zich op de andere planeten planten noch dieren bevinden, dan zouden ze - dat was de kern van het betoog - ‘inferieur zijn aan de aarde’, en dat was onverenigbaar met het nieuwe newtoniaanse paradigma. De breuk met het geocentrisme had immers aangetoond dat de aarde ‘slechts’ een planeet was als alle andere, onderworpen aan dezelfde, universele wetmatigheden: ze moest dus in ieder opzicht een planeet als de andere zijn, helemaal geen ‘bevoorrechte’ planeet. Om die reden, betoogde Huygens, moeten er op andere planeten ook intelligente wezens zijn, ‘wellicht geen mensen zoals wij maar toch eveneens met rede begaafde schepselen’. Die gevolgtrekking achtte hij zo dwingend, dat hij be-

sloot:

‘Mocht ik mij op dit punt vergissen, dan weet ik niet meer wanneer ik mijn rede kan vertrouwen en moet ik mijzelf beschouwen als een povere beoordelaar van de ware toedracht van de zaak’.

Met deze wetenschappelijke overtuiging raakte een ruim publiek vertrouwd door vulgariserende werken als de knap geschreven Entretiens sur la pluralité des mondes van Bernard de Fontenelle (1657-1757), waarin de aanwezigheid van intelligent leven op alle planeten en zelfs op onze maan veel aannemelijker en ‘passender’ werd geacht dan de afwezigheid ervan. De idee dat de planeten bewoonbaar waren kreeg een flinke ruggesteun van de kosmoloog-filosoof Immanuel Kant, die in zijn Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels (1755) al even aprioristisch stelde:

‘De meeste planeten zijn zeker bewoond en de nog onbewoonde zullen het eensdaags zijn. Alles wat daarop betrekking heeft is onder te brengen in één concept: de materie waaruit de bewoners van de verschillende planeten, planten en dieren, opgebouwd zijn, moet des te fijner zijn naarmate zij zich verder van de zon bevinden... Aangezien deze relatie een geloofwaardigheid bezit die niet veraf staat van een bewezen feit, mogen we omtrent de natuur van de verschillende bewoners bepaalde veronderstellingen maken...’

Met dat al waren de geesten er al een paar eeuwen op voorbereid om tekenen van leven op andere planeten te gaan zoeken en ze daar ook te vinden. Vanwege de vermelde gelijkenis tussen Mars en de aarde (poolkappen en seizoenen) werd Mars met de tijd de kandidaat bij uitstek voor buitenaards leven. En vanaf het Marsjaar 1877 kreeg Mars als mogelijke haard van intelligent leven de absolute voorrang dank zij de ophefmakende observaties van Giovanni Schiaparelli (1835-1910). Tientallen jaren lang zouden voor- en tegenstanders van de zogenaamde kanalen op Mars in een vinnig debat verwikkeld blijven.

Om te begrijpen hoe nuchtere wetenschapsmensen het zo lang grondig oneens konden zijn over wat er op Mars eigenlijk te zien is, moeten we even stilstaan bij de aparte moeilijkheden van de Marsobservatie. Mars mag dan al een nabije planeet zijn, ze staat zoveel verder van ons af dan de maan, dat ze in onze telescopen niet groter verschijnt dan een van de kleinere maankraters. Mars leent zich bovendien maar tot goede observatie in zo geheten oppositie, d.w.z. wanneer Mars, aarde en zon zich op één lijn bevinden en de waarnemer, met de zon in de rug, de planeet in volle belichting te zien krijgt. Vanwege

de verschillen tussen het Mars- en het aardjaar treedt zo'n oppositie slechts eenmaal om de twee jaar en twee maand op. Maar ook dan varieert de afstand van Mars tot de zon nog heel sterk vanwege de excentriciteit van zijn ellipsvormige omloopbaan. Onze aarde beschrijft een vrijwel cirkelvormige baan om de zon: het verschil in afstand tussen aarde en zon, in het perihelium (kortste afstand) en aphelium (grootste afstand), bedraagt slechts een goede 5 miljoen km op een gemiddelde afstand van 149 miljoen km. Maar het verschil in afstand tussen Mars en de zon, in het perihelium en aphelium, bedraagt 42 miljoen km op een gemiddelde afstand van 226 miljoen km. Valt nu de oppositie van Mars samen met zijn perihelium, dan staat Mars tegelijk veel dichter bij de aarde en wordt vanop de aarde het grootst gezien. Maar dat gebeurt slechts om de 15 à 17 jaar: dat zijn dan de ‘Marsjaren’ zoals 1877 er eentje was. De Marskaarten zoals ze door Schiaparelli, Lowell, Antoniadi... getekend werden, kwamen dan ook slechts stuksgewijze tot stand, op grond van over vele jaren gespreide waarnemingen die men zo goed en zo kwaad als het ging met elkaar verbond, in de overtuiging dat men met permanente structuren van het Marsoppervlak te maken had.

De (Mars)kanalenoorlog

Zoals de meeste waarnemers vóór hem beschouwde Schiaparelli de donker gekleurde gebieden als zeeën en de geelachtig tot roodachtig gekleurde gebieden als woestijnachtige continenten. Witgeel tot bruinachtig verkleurende randgebieden waren in zijn ogen ondiepe zeeën of moerassig laagland. Maar zijn meest ophefmakende observatie gold een aantal eveneens donkere, heel smalle, rechtlijnige ‘strepen’ die over heel grote afstanden - tot een derde van het Marsoppervlak - dwars door de continenten heen liepen. Waar twee van dergelijke strepen samenkwamen of elkaar kruisten, bevonden zich ronde, donkere vlekken, die hij als meren bestempelde. Vanaf 1882 meende hij zelfs te zien dat sommige strepen zich tijdens de Marszomers verdubbelden en volkomen evenwijdig met elkaar de continenten doorkruisten.

Schiaparelli zag in het netwerk van al deze, rechtlijnige markeringen natuurlijke (op onze aarde weliswaar onbekende) depressies of gleuven in het Marsoppervlak, waarlangs het water van de zeeën tot diep in de continenten doordrong. Deze lijnen gaf hij de noodlottige naam van canali. Hij gebruikte die term in de volstrekt neutrale be-

tekenis van - merkwaardigerwijze - rechtlijnige stroombeddingen, maar vrijwel onmiddellijk werden zijn canali (in het Frans en het Engels) vertaald en verstaan als heuse kanalen: kunstmatige, door intelligente wezens gegraven waterwegen!

In Frankrijk was het Camille Flammarion (1842-1925) die deze interpretatie voortvarend aankleefde. Hij wist een rijke sponsor te vinden die voor hem het Marsobservatorium van Juvisy bouwde (1882). Erg populair werden Flammarions Terres du ciel (1884), waarin hij ook Venus met intelligente bewoners bevolkte, en Mars et ses conditions d'habitabilité (1892). Aangestoken door het enthousiasme van Flammarion besteedde de Amerikaan Percival Lowell (1855-1916) zijn persoonlijk fortuin aan de bouw van een Marsobservatorium in Flagstaff (Arizona, 1894). Hij maakte er zijn levenswerk van: hij zóu bewijzen dat er intelligente Marsbewoners waren5. Zijn drie meest bekende geschriften zijn: Mars (1894), Mars and its canals (1906) en Mars as the abode of life (1908). Schiaparelli had zich behoedzaam uitgedrukt:

‘De absolute precisie waarmee de kanalen als met passer en lineaal getrokken zijn, heeft sommigen ertoe gebracht ze te beschouwen als het werk van intelligente wezens, de Marsbewoners. Ik hoed er mij wel voor die veronderstelling te bestrijden, aangezien ze niets onmogelijks inhoudt’.

Wat Schiaparelli nog als ‘niet onmogelijk’ bestempelde, werd door Lowell voorgesteld als de enige wetenschappelijk bevredigende verklaring van de waargenomen fenomenen.

Lowells synthetische visie bezat een indrukwekkende, inductief-deductieve coherentie... gesteld dát de kanalen werkelijk bestonden. Terecht wees hij erop dat de zogenaamde zeeën geen zeeën konden zijn: dergelijke watermassa's zouden het zonnelicht moeten weerkaatsen, wat nog nooit waargenomen was. De grootschalige verkleuringen op het Marsoppervlak suggereerden dat het om landoppervlakten ging. Trouwens, de kanalen liepen volgens Lowell ook dwars door die zogenaamde zeeën. Lowell ging er vervolgens van uit (weer terecht) dat Mars een bijzonder waterarme planeet moet zijn, al overschatte hij nog schromelijk het daar voorradige water. Dat schaarse water lag volgens hem opgeslagen in de bekende poolkappen die tijdens de Marszomers grotendeels afsmolten. Bij het begin van de zomer in één hemisfeer uitte dat afsmelten zich als een donkere ring om de rand van de poolkap, welke verkleuring zich met een snelheid van enkele tientallen km per dag uitbreidde naar de evenaar toe, over de moerassige laaglanden en vooral via de steeds donkerder wordende kanalen en

tijdelijke dubbelkanalen tot diep in de droge woestijngebieden. Naarmate de zomer in één hemisfeer ten einde liep, groeide de poolkap aan in de andere en kon men er, tijdens de daar optredende zomer, een verkleuring van laaglanden en kanalen in averechtse zin waarnemen. Schiaparelli's ‘meren’ waren in werkelijkheid honderden km brede oasen in de Marswoestijnen.

Lowell riep zijn collega's en het publiek op om Mars te leren zien zoals Marsbewoners onze aarde zouden zien. Zonder daar enig menselijk bouwwerk te kunnen onderscheiden, zouden zij bij ons ook ieder jaar in elk halfrond een ‘greening’ waarnemen vanaf de gematigde naar de arctische gebieden (taiga en toendra). Omdat evenwel de waterschaarste op Mars de doorslaggevende voorwaarde voor plantaardig leven was, voltrok de ‘greening’ van Mars zich in tegenovergestelde zin: van het afsmeltende poolijs naar de evenaar toe.

Op de opwerpingen tegen zijn interpretatie gaf Lowell nu eens vernuftige, dan weer vergezochte antwoorden. De belangrijkste opwerping van optisch-instrumentele aard stelde terecht dat de veronderstelde kanalen veel te smal waren om door onze telescopen überhaupt waargenomen te kunnen worden. ‘Wat we zien’, gaf Lowell toe, ‘zijn niet de inderdaad te smalle kanalen zelf, maar de honderden km brede vegetatiegordels die aan weerszijden ervan door het aangevoerde water tot leven worden gewekt’. ‘Een andere opwerping stelde dat stromend water altijd enig verval moet hebben en dat zo'n continu verval, van bij de polen tot aan en over de evenaar, volstrekt ondenkbaar en ongeloofwaardig was. Die stand van zaken, antwoordde Lowell, toont juist aan dat wij met een uitgekiend irrigatiesysteem - en reusachtige pompinstallaties - te maken hebben en dat de kanalen derhalve het werk móeten zijn van wezens wier intelligentie op zijn minst met de onze vergelijkbaar is.

Lowells Mars as the abode of life besloot met een dramatische noot die het grote publiek erg aansprak: de Marsbewoners waren een heldhaftig ras dat alles in het werk stelde om zich op de uitdrogende planeet te handhaven maar ‘de uitdroging van de planeet gaat zeker door totdat Mars geen leven meer kan herbergen... Als de laatste levensvonk is uitgedoofd, zal Mars als een dode planeet door de ruimte rollen’. Geen wonder dat de science fiction gretig inpikte op Lowells Marsbeeld: aan diens wetenschap hoefde H.G. Wells in zijn War of the Worlds (1889) slechts de fictie toe te voegen dat de Marsbewoners aan hun gewisse ondergang zochten te ontkomen door naar de aarde uit te wijken om die gewapenderhand in te nemen. Maar intussen wist

de leek helemaal niet meer wat hij van de kanalen en de Marsbewoners moest denken. Opvallend immers en nog altijd verbijsterend is de stelligheid waarmee Lowell volhield dat zijn interpretatie niets speculatiefs bevatte. Een typische passage uit zijn laatste werk luidt:

‘In onze interpretatie van de gegevens die wij omtrent Mars konden vergaren, hebben wij zorgvuldig vermeden om aan enige speculatie toe te geven. De wetten van de fysica en de huidige kennis van de geologie en biologie, aangevuld met wat de astronomie ons daaromtrent te vertellen heeft, hebben ons ertoe gebracht om, uitgaande van waarnemingen, ander intelligent leven te erkennen’.

De oorlog beslecht

De overwegend Amerikaanse medewerkers of medestanders van Lowell, zoals E.C. Slipher, W. Pickering en Douglass, ontdekten steeds meer kanalen op Mars: van ongeveer 400 in 1900 was hun aantal in 1909 tot bijna 1000 opgelopen. Aanvankelijk overdonderd door de zelfverzekerdheid waarmee de Amerikanen hun kanalen tekenden, gingen de meeste Europese Marsspecialisten (met uitzondering van Flammarion en G. Fournier) eerst schuchter, later resoluut in het verweer. Hun voornaamste, uiterst simpele maar wel fundamentele bezwaar luidde, dat zij, in hun telescopen, die fameuze kanalen hoegenaamd niet konden onderscheiden! In die sceptische zin uitten zich de Brit Maunders in 1894, de Italiaan Cerulli en de Fransman Millochau in 1889, de Brit Evans en de Spanjaard Comas Sola in 1903. Een keerpunt in het verzet tegen de kanalen was de ‘bekering’ van Antoniadi in 1909.

Tot 1909 werkzaam in Flammarions observatorium in Juvisy, was ook Antoniadi een ijverige kanalentekenaar geweest. Toen hij echter mocht beschikken over de veel sterkere telescoop van Meudon, kwam hij tot de troeblerende bevinding dat er van de Marskanalen des te minder te merken was naarmate men Mars met betere - meer details ‘oplossende’ - instrumenten bekeek. Aanvankelijk beriep Lowell zich nog op de ‘unieke’ waarnemingsvoorwaarden van zijn observatorium in de woestijn van Arizona, maar dat argument was niet langer vol te houden toen gaandeweg elders nieuwe observatoria werden gebouwd, die eveneens in voortreffelijke atmosferische condities werkten.

Antoniadi hield voet bij stuk: op zijn Marskaart van 1930 werden de kanalen met geen woord meer vermeld. De fantastische namen die hij gebruikte - Mare Australe (Zuidzee), Solis Lacus (Zonnemeer), Hellas, Elysium... - waren slechts etiketten: over de ware aard van

de aldus benoemde gebieden sprak hij zich niet uit. Aan de Marskanalen werd de genadeslag toegebracht toen in het begin van de jaren '50 B. Lyot en A. Dolfuss Mars onder optimale voorwaarden observeerden in de nieuwe sterrenwacht van de Pic du Midi, hoog in de Franse Pyreneeën.

Men diende nu nog alleen te verklaren waarom zovele eerlijke onderzoekers kanalen meenden gezien te hebben. De vermoedens van de eerste sceptici bleken te kloppen: de kanalen waren een optische illusie of gezichtsbedrog geweest. Pas in die dagen kwam de wetenschappelijke studie van het ‘menselijk zien’ op dreef. Dat bleek nog wat anders en meer te zijn dan het louter passief bewustzijn van een soort fotografisch beeld op het netvlies. Bij de beeldvorming verrichten de hersenen of de psyché van de mens opvallend veel constructieve en interpretatieve arbeid. Men deed proeven met voorwerpen waarop willekeurig gespreide vlekken waren aangebracht: het menselijk oog of liever de kijkende mens neigt ertoe om vlekken die vanop een zekere afstand niet meer afzonderlijk kunnen worden waargenomen, toch tot continue ‘zinvolle’ lijnen te verbinden6. Met de ontmaskering van de Marskanalen als een gezichtsbedrog had het enige argument voor intelligent leven op Mars afgedaan.

(vrijwel zeker) Een met korstmossen begroeide planeet?

Bevrijd van de buitennissige Marskanalen, haalde de wetenschappelijke wereld opgelucht adem... en nam des te gretiger de rest van Lowells Marsbeeld over! Het beeld van een waterarme, koudere (Mars ontvangt per eenheid van oppervlakte slechts 43% van de zonnestraling die de aarde bereikt) maar toch behoorlijk op de aarde gelijkende planeet, waar in elk zomerseizoen plantaardig leven, gevoed door het smeltwater van de poolkappen, zich als een ‘groene golf’ van de polen naar de evenaar uitbreidt. Men hoefde nog alleen het onderzoek voort te zetten naar de aard en de samenstelling van de Marsatmosfeer, de poolkappen en zo mogelijk de Marsvegetatie zelf. Vóór de tijd van de ruimtesondes was de enig beschikbare methode: het vanop de aarde verrichte optische onderzoek van het door het Marsoppervlak, de poolkappen, de veronderstelde Marsvegetatie - in de Marsatmosfeer - weerkaatste zonnelicht. In de spectra van al die soorten licht zocht men de absorptiebanden te herkennen die typisch zijn voor chemische verbindingen als koolzuur (CO2), waterdamp, stikstof, zuurstof... voor

organische verbindingen en misschien zelfs bladgroen. Op grond van deels juiste, deels foute waarnemingen, maar vooral op grond van op foute veronderstellingen steunende extrapolaties, leidde dit onderzoek zo'n 15 jaar lang tot de steeds groeiende overtuiging dat men op Mars op zijn minst enig plantaardig leven mocht verwachten... of dat de aanwezigheid daarvan al zo goed als bewezen was.

Het begon met de ontdekking van G. Kuiper (1947) van een typische absorptieband van CO2 in het infraroodspectrum van de Marsatmosfeer. Uit de gemeten absorptiegraad leidde Kuiper af dat de totale CO2-druk slechts 0,35 millibar bedroeg (in feite is die druk 16 keer groter)7. Rekening houdend met de geringere gravitatie van Mars (ongeveer 2/5 van de aardse) en de geringe CO2-druk concludeerde Kuiper dat de winterse temperaturen in de poolgebieden van Mars niet laag genoeg waren om gasvormig CO2 in de vaste toestand, bij wijze van koolzuursneeuw, te doen neerslaan. (Onder een druk van één aardatmosfeer kookt vast CO2 nl. al op -78,5oC en sublimeert derhalve, d.w.z. gaat rechtstreeks van de vaste in de gasvormige toestand over). Kuipers' conclusie luidde: ‘De poolkappen van Mars bestaan niet uit CO2, maar vrijwel zeker uit H2O op lage temperatuur’. Kuipers ‘vrijwel zeker’ werd echter ruim 15 jaar lang als ‘zeker’ aangenomen, omdat onafhankelijke waarnemingen zijn foute conclusie leken te bevestigen.

Zo'n vermeende bevestiging was de door A. Dolfuss verrichte meting van de polarisatiegraad8 van het door de poolkappen op Mars weerkaatste licht. Op het eerste gezicht leek die veel geringer te zijn dan de polarisatie van het op aarde door sneeuw- of ijsvelden gereflecteerde licht. Maar de polarisatie vertoonde wel veel gelijkenis met die van (in het laboratorium) op een koud oppervlak neergeslagen rijp (van water) die onder zeer lage druk, zoals die immers op Mars te verwachten was, gedeeltelijk sublimeerde. Dolfuss' conclusie luidde: ‘De poolkappen bestaan waarschijnlijk uit rijp (van water)’. Dit leek een zo treffende bevestiging van Kuipers vermoeden, dat Dolfuss naliet gelijksoortige proefnemingen te verrichten met het mogelijk neerslaan van koolzuursneeuw op een koud oppervlak onder lage druk en op nog lagere temperaturen. De Space Science Board, die de NASA moest adviseren, stelde in zijn rapport van 1961:

‘Infrarode reflectiespectra van de poolkappen tonen overtuigend aan dat zij niet bestaan uit CO2, de enige condenseerbare stof die behalve water verwacht kan worden... De polarisatiegegevens tonen aan dat de poolkappen uit rijp bestaan’.

Tot precies dezelfde conclusie was Lowell al 63 jaar eerder gekomen! Het rapport ging nog een stap verder:

‘Aangezien de poolkappen uit bevroren water bestaan, suggereert hun seizoengebonden inkrimping dat er zich enige waterdamp in de Marsatmosfeer bevindt. Vanwege het alterneren van de poolkappen in beide hemisferen dient de circulatie in de lagere atmosfeer van die aard te zijn dat waterdamp van de ene naar de andere hemisfeer verhuist’.

De tijd leek rijp om ook de totale druk van de Marsatmosfeer te meten. Het door een planeet weerkaatste zonnelicht wordt nl. in haar atmosfeer verstrooid. Die verstrooiing hangt af van zowel de aparte aard als de relatieve hoeveelheid van de in de dampkring aanwezige moleculen of nog grotere stofdeeltjes. En die verstrooiing heeft een meetbare invloed op de helderheid van het geobserveerde planeetoppervlak. Een twaalftal, behoorlijk met elkaar overeenstemmende metingen werden door G. De Vaucouleurs in 1954 in een synthetische publikatie voorgesteld: men raakte het blijkbaar eens over een totale druk op Mars van 85 millibar. Weer was dat precies het bedrag dat Lowell reeds in 1908 berekend had! De Space Science Board was er dan ook gerust in: ‘Het is onwaarschijnlijk dat de ware druk... met meer dan een factor twee verschilt van 85 millibar’. Later zou blijken dat de ware druk met een factor van meer dan tien ervan verschilt (dus meer dan tienmaal kleiner is).

Men hoefde, zo leek het, nu nog alleen de veronderstelde Marsvegetatie spectroscopisch te onderzoeken. Reeds in 1947-1948 vergeleek G. Kuiper het spectrum van de ‘groene’ zones op Mars met de spectra van de op de aarde aanwezige hogere planten enerzijds en mossen en korstmossen anderzijds9. Die keuze was ingegeven door wat de Russische astronoom Tikhov (1875-1960) al sinds 1905 met klem verdedigde: men moest zich de Marsvegetatie eerder voorstellen als die van de Siberische toendra (mossen en korstmossen) dan als een met ‘hogere planten’ bedekt landschap. In het infrarode spectrum van de hogere planten komen een dozijn absorptiebanden voor, terwijl de spectra van mossen en korstmossen daarvan verstoken zijn. Om technische redenen mat Kuiper het spectrum van de ‘groene’ Marszones slechts voor vier verschillende golflengten: dat overtuigde hem dat het overeenkwam met dat van mossen en korstmossen. Nu is de gelijkenis tussen twee structuurloze spectra (zonder absorptiebanden) een vrij zwak argument en er werden dan ook niet-biologische verklaringen geopperd. Kuiper bleef erbij dat ‘de kans op (lager

plantaardig) leven goed leek’. Kuipers vermoeden leek op eclatante wijze bevestigd te worden door de onderzoeksresultaten van de jonge Amerikaanse astronoom W.M. Sinton. Deze concentreerde zijn aandacht op het spectrum in de buurt van 3,4 micron (een duizendste mm) waar koolstof-waterstofbindingen een sterke absorptie teweegbrengen. Aangezien dit soort binding overvloedig in alle organische stoffen voorkomt, zou de ontdekking van die absorptieband een sterk argument zijn voor (op zijn minst) plantaardig leven op Mars. En Sinton vond warempel in het door de donkerder Marszones weerkaatste licht drie absorptiebanden in de buurt van 3,46 micron! Daarmee achtte hij in zijn Spectroscopic Evidence for Vegetation on Mars (1957) en zijn Further Evidence of Vegetation on Mars (1959) de zaak zo goed als beslecht. De Space Science Board maakte nog enig voorbehoud ‘omdat de mogelijkheid dat die absorptiebanden ontstaan uit een combinatie van anorganische processen, niet voldoende was onderzocht’. Maar de oudste medewerker van Lowell, E.C. Slipher was zeker van zijn zaak:

‘Onze kennis van Mars gaat gestaag vooruit. Elke oppositie voegt iets toe aan wat we reeds wisten. Sinds de theorie van leven voor het eerst werd geuit zo'n goede 50 jaar geleden, blijkt elk nieuw ontdekt feit ermee verenigbaar te zijn. Er werd geen enkel ding ontdekt dat de theorie niet verklaart. Elk jaar neemt het aantal toe van hen die de evidentie zelf hebben gezien. Theorie en waarnemingen vallen derhalve samen’ (The Photographic Story of Mars, 1962).

Toch zou Sliphers vertrouwvolle uitspraak in een mum van tijd de zwanezang worden van het geloof in (overvloedig) plantaardig leven op Mars.

Geschokt geloof

De ontluistering van Mars begon in 1963 met een spectrogram van uitzonderlijke kwaliteit, verkregen in de sterrenwacht van Mt Wilson. Daar werd wel voor het eerst ook water(damp) waargenomen, maar het voornaamste kenmerk ervan was toch dat de veelvuldige absorptiebanden van CO2 de onderzoekers in staat stelden, niet alleen de partiële CO2-druk maar ook de totale druk van de Marsatmosfeer in te schatten. Die schatting viel onverwacht laag uit: hoogstens 25 millibar, waarvan 4 millibar voor rekening van het CO2. Later zou blijken dat de werkelijke waarde nog ruim driemaal kleiner is, maar hier werd toch al duidelijk dat de Marsatmosfeer veel ijler - en de relatieve bijdrage van het CO2 veel aanzienlijker - was dan men tot dan toe

had aangenomen. Omdat een nauwkeurige kennis van de atmosfeer van cruciaal belang was voor de geplande landingen van instrumentenpakketten op Mars, werd Mariner 4 in 1965 naar de planeet gestuurd. In een baan om Mars gebracht, verdween de satelliet geregeld 54 minuten lang achter de planeet: maar aan het begin en het einde van die eclips werd zijn uitgezonden radiostraling een paar minuten lang, gebroken in de Marsatmosfeer. Die breking hing af van de dichtheid en de dikte (op verschillende hoogten) van die atmosfeer. Voor het eerst kon men dus, volgens een welbekend fysisch proces, rechtstreeks de druk en/of de dichtheid van de atmosfeer meten. De resultaten waren verbluffend: op Mars heerst een druk van slechts 7 millibar. Latere metingen door de Marslanders verricht bevestigden deze waarden. De eveneens aanwezige waterdamp was goed voor een druk van 0,5 microbar (1/1000 millibar), zegge 10.000 maal kleiner dan de gemiddelde waterdampdruk op aarde. De Marsatmosfeer bleek dus ook uitzonderlijk ‘droog’ te zijn.

Deze resultaten noopten tot een herziening van het statuut van de poolkappen die vroeger als rijp van water waren beschouwd. In 1966 toonden R. Leighton en B. Murray van Caltech (in een nieuwe studie van de warmtehuishouding van Mars) aan dat de winterse temperaturen in de poolgebieden veel lager liggen dan men voordien had gedacht: in ieder geval laag genoeg (-125o) om onder de bekende CO2-druk het gasvormige koolzuur als koolzuursneeuw te doen neerslaan. Infraroodmetingen in 1969 door Mariner 6 en 7 boven de Marspolen verricht bevestigden dit nieuwe inzicht. De seizoengebonden, snelle en aanzienlijke inkrimpingen en uitbreidingen van beide poolkappen bestaan overwegend (zij het niet uitsluitend) uit respectievelijk sublimerend en neerslaand CO2. G. Pimentel van Berkeley wekte even nieuwe hoop met zijn mededeling dat hij in het infraroodspectrum van de Marsatmosfeer, boven de donkere ring om een afsmeltende poolkap, methaan en ammoniak had herkend, die wel eens van biologische oorsprong konden zijn. Het nieuws haalde alle krantekoppen in de VS. Maar binnen een paar weken was al duidelijk dat de vermeende absorptiebanden van methaan en ammoniak ook in het CO2-spectrum terug te vinden zijn.

Men was nu ook aan een herziening toe van de verklaring van de grootschalige verkleuringen van het Marsoppervlak, van licht naar donker en omgekeerd. Een eerste verklaring luidt: waar de koolzuursneeuw over grote oppervlakten sublimeert, wordt het daaronder liggende, donkerder gesteente uiteraard weer zichtbaar. Een tweede

verklaring verwijst naar de reusachtige stofstormen op Mars: waar het licht gekleurde stof zich tenslotte afzet, wordt Mars lichter van kleur; waar het stof wordt weggeblazen, komt het donkerder gesteente weer te voorschijn. Dat zulke stormen optreden lijdt geen twijfel (meer): de camera's van Mariner 9 konden ooit weken lang vanwege zo'n storm hoegenaamd geen beelden naar de aarde doorseinen. En de Viking 1 Marslander stond opgesteld in een indrukwekkend en typisch (wind) duinenlandschap: de instrumenten maten windsnelheden tot 270 km per uur.

Ook het sterkste argument voor leven op Mars - de absorptiebanden van W.M. Sinton - moest het tenslotte begeven. In 1965 toonden onderzoekers van Berkeley aan dat die banden beter passen in het spectrum van HDO (water met één atoom zware waterstof of deuterium per molecule; deuterium maakt 0,02% uit van de waterstof op aarde). Kort na deze onthulling wees het voortgezet onderzoek uit dat het pas ontdekte HDO niet in de Marsatmosfeer maar in de eigen aardatmosfeer gelokaliseerd is. Tot overmaat van ramp gaven de camera's van Mariner 4,6 en 7 een pokdalige Mars te zien die veel meer op de maan leek dan op de aarde. Van Lowells kanalen viel geen spoor te bekennen. Wel werden voor het eerst een aantal grote en kleinere inslagkraters goed zichtbaar.

Aan het eind van de jaren 60 was het vooruitzicht op leven op Mars zo schraal geworden dat men twijfels begon te uiten aan de zin van de dure biologische experimenten op Mars. Net op tijd dook een goede reden op om er toch mee door te gaan: de beelden die Mariner 9 in 1971 naar de aarde zond, waren volstrekt onverwacht. Over die verrassende wending, het sprankeltje nieuwe hoop en het ontgoochelende resultaat van de experimenten zelf gaat onze volgende bijdrage. En over de vraag: waarom wil men terug naar utopia, de voor dood verklaarde planeet?


Vorige Volgende

Over dit hoofdstuk/artikel

auteurs