Evolution and tracers of Habitability on Mars and the Earth

This proposal documents habitability on the early Earth and at the surface of Mars in the past and the present. Habitability is commonly understood as “the potential of an environment (past or present) to support life of any kind”. Having liquid water at the surface of a planet is probably the minimum condition for habitability. However, several other parameters control the environmental conditions necessary for a planet to harbor life. Therefore, a multidisciplinary approach, uniting expertise, from geochemistry to numerical modeling is proposed to investigate the habitability of Early Earth and Mars; the latter, originally displayed many similarities to Earth but then evolved along a very different path. First, we study the effect of planetary differentiation (core formation, large impacts, plate tectonics) on conditioning habitability. Second, we develop new geochemical biosignatures (Se and Ga) tracers, test them and then combine them with existing ones (e.g. Zn and Cu) to detect and characterize early terrestrial life, and its responses to major geological events (impact cratering, huge magmatic event). To do so, case studies have been selected: A Proterozoic impact structure in Australia (Acraman) and a major Archean magmatism in Canada (Abitibi). Finally, data collected by ongoing and future space missions to Mars is used to document the past and present habitability of the red planet in comparison to Earth.

Dit project documenteert habitability op de vroege Aarde en aan het oppervlak van Mars in het verleden en vandaag de dag. Habitability wordt gewoonlijk begrepen als het "potentieel van een omgeving (vroeger of vandaag) om eender welke vorm van leven te ondersteunen". Vloeibaar water aan het oppervlak van een planeet behoort tot een van de basisvoorwaarden voor habitability. Er zijn echter verschillende andere parameters die de omgevingsfactoren van een planeet beïnvloeden, nodig om leven een kans te geven. Om deze redenen wordt een multidisciplinaire aanpak voorgesteld, waarin expertise, gaande van geochemie tot numerisch modeleren, wordt samengebracht om de habitibility van de vroege Aarde en Mars te onderzoeken. Mars vertoonde oorspronkelijk veel gelijkenissen met de Aarde, maar evolueerde vervolgens langs een ander pad. Eerst zullen we de effecten van planetaire differentiatie (vorming van een kern, grote impacten, platentektoniek) op habitability bestuderen. Vervolgens zullen we nieuwe geochemische tracers van biosignaturen (Se en Ga) ontwikkelen, testen, en combineren met bestaande systemen (bv. Cu en Zn) om vroeg Aards leven te detecteren en te karakteriseren, en hun respons op grote geologische gebeurtenissen (impact kratervorming, enorme magmatische events) in kaart te brengen. Om dit te doen werden verschillende case studies geselecteerd: een Proterozoïsche impactstructuur in Australië (Acraman) en een enorm magmatische systeem in Canada (Abitibi). Ten slotte zal data, verzameld door huidige en toekomstige ruimtemissies naar Mars, worden gebruikt om de vroegere en huidige habitability van de rode planeet te vergelijken met die van de Aarde.