Sterke verrijking van nikkel gekoppeld aan redox-organische interacties in Neretva Vallis, Mars

Oude aanwijzingen in een Mars-rivierbedding

Wanneer we rovers naar Mars sturen, willen we in feite weten of de Rode Planeet ooit leven had kunnen ondersteunen. Deze studie zoomt in op een oude rivierbedding genaamd Neretva Vallis, waar NASA’s Perseverance-rover ongewoon hoge hoeveelheden van het metaal nikkel heeft gevonden die opgesloten zitten in meerronde gesteenten. Omdat nikkel een cruciale rol speelt in sommige van ’s werelds vroegst bekende microben, verandert de vondst ervan naast zwavelrijke mineralen en organisch materiaal deze stille Marsvallei in een primeurplek om Mars’ biologische potentieel te onderzoeken.

Een rivier die een verdwenen meer voedde

Neretva Vallis voerde vroeger water naar de Jezero-krater, die miljarden jaren geleden een meer huisvestte. Langs de vallei onderzocht Perseverance lichtgekleurde gesteenten van een eenheid die de Bright Angel-formatie wordt genoemd en nabijgelegen uitlopers die Masonic Temple worden genoemd. Deze gesteenten zijn fijnkorrelige mudstones en conglomeraatlagen die werden afgezet in kalme, vermoedelijk meerachtige wateren, later overschreven door aders en knolvormige structuren die ontstonden toen mineralen groeiden en veranderden in de begraven sedimenten. Chemisch gezien verschillen ze sterk van andere gesteenten in Jezero: ze zijn arm aan magnesium maar relatief rijk aan silicium, aluminium en ijzer, wat wijst op een unieke oorsprong of een intensieve geschiedenis van chemische verwering voordat ze werden afgezet.

Recordbrekend nikkel op Mars gevonden

Het instrument SuperCam van de rover gebruikt een laser om kleine plekken op gesteenten te verdampen en de daaropvolgende gloed te meten om hun chemie te bepalen. In 32 doelen langs Neretva Vallis detecteerde SuperCam nikkel tot ongeveer 1,1 gewichtsprocent—ruim de hoogste nikkelwaarde die ooit in intact Martiaans moedergesteente is gemeten. Deze nikkelrijke plekken clusteren in twee werkgebieden die Beaver Falls en Wallace Butte worden genoemd. Bij Beaver Falls komt verhoogd nikkel zowel voor in het hoofd-mudstone als in heldere mineralenaders die door het gesteente snijden. Bij Wallace Butte is nikkel overvloedig aanwezig in mudstones en in donkerder, ijzerrijke gesteenten die boven het oppervlak uitsteken. Over het geheel genomen geldt: hoe meer ijzer een plek bevat, hoe meer nikkel deze doorgaans vasthoudt, wat suggereert dat nikkel voornamelijk opgesloten zit in ijzerdragende mineralen.

In het gesteente kijken met röntgenzicht

Om precies te zien waar nikkel zich op korrelniveau bevindt, wendden wetenschappers zich tot een ander roverinstrument, PIXL, dat gedetailleerde kaarten van elementen maakt met behulp van röntgenstraling. In Bright Angel-mudstones toont PIXL nikkel geconcentreerd in kleine, donkere domeinen die rijk zijn aan ijzer en zwavel—mineralen vergelijkbaar met pyriet, ook wel artistengoud genoemd, en aanverwante sulfiden. Lager in de opeenvolging verschijnt nikkel ook langs de randen van korrels van het mineraal olivijn, terwijl het verder naar het zuiden opduikt in heldere, magnesiumrijke sulfaataders en knollen. In de buurt dragen resistente gesteenten met chemie die overeenkomt met verweerde ijzermineralen zoals jarosiet en akaganiet eveneens nikkel. Samen wijzen deze waarnemingen erop dat nikkel aanvankelijk werd vastgelegd in ijzersulfiden en later gedeeltelijk werd herverdeeld in sulfaatmineralen naarmate vloeistoffen in de loop van de tijd door de gesteenten trokken.

De mysterieuze reis van nikkel traceren

Waar komt al dit nikkel vandaan? Op rotsachtige planeten zinkt het meeste nikkel naar de kern, waardoor de korst relatief arm is aan dit element. De extreme verrijkingen in Neretva Vallis zijn ongewoon en vragen om een speciale verklaring. Een mogelijkheid is dat oude, magnesiumrijke vulkanische gesteenten in de regio nikkel vrijgaven tijdens intense verwering, en dat nikkelhoudende vloeistoffen vervolgens in de meersedimenten sijpelden. Een andere is dat puin van een metaalrijk meteoriet in het water oploste en nikkel in de modder voedde terwijl ijzersulfiden vormden. Het onderscheid tussen deze bronnen vereist nauwkeurige metingen van sporenmetalen en isotopen die alleen laboratoriuminstrumenten op Aarde kunnen leveren—een van de redenen waarom het team ernaar uitkijkt om uiteindelijk de gecorede monsterstaal die Perseverance uit dit gebied verzamelde te analyseren.

Waarom nikkel belangrijk is voor leven

Op Aarde vormen ijzersulfidemineralen in fijnkorrelige sedimenten vaak met hulp van microben die sulfaat als energiebron gebruiken, en ze vangen daarbij vaak nikkel uit het omringende water. Nikkel zelf is een sleutelbestanddeel in enzymen die door methaanproducerende microben worden gebruikt en in een van de oudste bekende koolstoffixeringsroutes. De gelijktijdige aanwezigheid van sterke nikkelverrijkingen, zwaveldragende mineralen en organisch materiaal in Neretva Vallis wijst daarom op een chemisch reactieve omgeving waar de bouwstenen van het leven—en mogelijk zelfs eenvoudige metabolismen—ondersteund konden worden. De studie claimt geen bewijs voor leven, maar toont aan dat het vroege Mars complexe redoxchemie huisvestte in een omgeving rijk aan een schaars, biologisch belangrijk metaal. Het terugbrengen van deze monsters naar Aarde voor hoogprecisieanalyse zou kunnen onthullen of de oude rivier- en meersystemen van Mars ooit de grens van prebiotische chemie naar biologie passeerden.

Bronvermelding: Manelski, H.T., Wiens, R.C., Broz, A. et al. Strong nickel enrichment co-located with redox-organic interactions in Neretva Vallis, Mars. Nat Commun 17, 2705 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70081-3

Trefwoorden: Bewoonbaarheid van Mars, Perseverance-rover, nikkelrijke gesteenten, krater Jezero, riviersedimenten op Mars