Organische Moleküle auf dem Mars

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Bildquelle: NASA

Drei Milliarden Jahre altes Gestein im Gale-Krater auf dem Mars enthält eine Vielzahl organischer Stoffe. Und der Methan-Gehalt der dünnen Marsatmosphäre zeigt starke jahreszeitliche Schwankungen. Das zeigen Messungen des US-amerikanischen Rovers Curiosity, der seit August 2012 auf dem roten Planeten unterwegs ist. All das sei zwar kein Beweis für heutiges oder früheres Leben auf dem Mars, bestätige jedoch, dass die Bedingungen in dieser Region vor drei Milliarden Jahren ausgesprochen lebensfreundlich waren, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Science“.

„Organische Materie kann als Energiequelle für einen Kohlenstoff-Metabolismus dienen und so den Kohlenstoff-Kreislauf in einem mikrobiellen System unterstützen“, schreiben Jennifer Eigenbrode vom Goddard Space Flight Center der Nasa und ihre Kollegen. Schon allein aus diesem Grund stand die Suche nach organischen Stoffen – also chemische Verbindungen, die auf Kohlenstoff basieren – stets im Zentrum der Marsforschung. Viele organische Verbindungen entstehen bereits durch chemische Prozesse im All und gelangen durch Staub und Meteoriten auf Planetenoberflächen. Deshalb war es für die Forscher überraschend, das bislang – etwa mit den Viking-Sonden – kein Nachweis organischer Stoffe auf der Marsoberfläche gelang. Offenbar zersetzen sich solche Stoffe dort insbesondere durch die starke ultraviolette Strahlung.

Eigenbrode und ihre Kollegen haben nun Bohrproben aus zwei Regionen im Gale-Krater mit dem SAM-Labor an Bord von Curiosity analysiert – und zahlreiche thiophenische, aromatische und aliphatische Kohlenstoff-Verbindungen nachgewiesen. Die Forscher vermuten, dass es sich dabei um Fragmente größerer komplexer Moleküle handelt. Die organischen Stoffe befanden sich in drei Milliarden Jahre altem Tonstein. Frühere Messungen hatten bereits gezeigt, dass die Region im Gale-Krater vor 3,5 Milliarden Jahren lebensfreundlich war: Es gab damals flüssiges Wasser auf der Oberfläche und die Umweltbedingungen ähnelten jenen auf der jungen Erde. Auch auf dem Mars könnte damals also Leben entstanden sein.

Eine zweite Forschungsgruppe um Christopher Webster vom Jet Propulsion Laboratory der Nasa hat Messungen der Zusammensetzung der Marsatmosphäre über einen Zeitraum von fünf Jahren ausgewertet. Frühere Messungen hatten bereits vereinzelnd Methan in der Marsatmosphäre aufgespürt – wobei der Ursprung dieses Gases unklar ist. Auf der Erde stammt der größte Teil des Methans aus biologischen Prozessen, deshalb gilt das Gas als Biosignatur. Aber auch nicht-biologische chemische Prozesse können Methan produzieren. Die Messungen von Webster und seinem Team zeigen jetzt nicht nur einen permanenten Anteil von etwa 0,4 ppb (parts per billion, Teile pro Milliarde) Methan in der Marsatmosphäre, sondern zusätzlich eine starke jahreszeitliche Schwankung. Sein Maximum erreicht der Methan-Anteil gegen Ende des Sommers auf der nördlichen Hemisphäre des roten Planeten mit etwa 0,65 ppb.

Die Forscher vermuten, dass das Methan in Form von Methanhydrat im kalten Untergrund gespeichert ist und durch die jahreszeitliche Erwärmung teilweise freigesetzt wird. Damit ist allerdings die Frage nach dem Ursprung des Methans nicht beantwortet: Es könnte auch durch biologische Prozesse in der lebensfreundlichen Epoche vor drei bis vier Milliarden Jahren entstanden sein. „Die Frage, ob auf dem Mars Leben entstanden ist, erscheint jetzt erst recht opportun“, schreibt die Planetenforscherin Inge Loes ten Kate in einem begleitenden Kommentar in „Science“. „Jetzt, da wir wissen, dass es damals organische Stoffe auf der Oberfläche gab.“

Quellen:
dx.doi.org/10.1126/science.aas9185
dx.doi.org/10.1126/science.aaq0131
dx.doi.org/10.1126/science.aat2662

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