Der NASA-Marsrover Curiosity hat in Gesteinen auf dem Mars neue Belege gefunden, die dafür sprechen, dass der Planet einst Leben unterstützt haben könnte. Außerdem fand er neue Hinweise in der Marsatmosphäre, die für die Suche nach aktuellem Leben auf dem Roten Planeten von Vorteil sind. Obwohl diese Ergebnisse keine zwingenden Belege für Leben selbst sind, stellen sie ein gutes Zeichen für zukünftige Missionen dar, die die Oberfläche und den Untergrund des Planeten erforschen werden.
Die neuen Entdeckungen sind „robuste“ organische Moleküle in drei Milliarden Jahre altem Sedimentgestein nahe der Oberfläche und saisonale Veränderungen der Methankonzentrationen in der Atmosphäre. Sie erscheinen in der Science-Ausgabe vom 8. Juni 2018.
Organische Moleküle enthalten Kohlenstoff und Wasserstoff und können auch Sauerstoff, Stickstoff und andere Elemente enthalten. Obwohl sie gemeinhin mit Leben in Zusammenhang gebracht werden, können organische Moleküle auch durch nicht-biologische Prozesse entstehen und sind nicht zwingend Indikatoren für Leben.
„Mit diesen neuen Ergebnissen teilt uns der Mars mit, den Kurs zu halten und weiter nach Anzeichen für Leben zu suchen“, sagte Thomas Zurbuchen, der Associate Administrator des Science Mission Directorate am NASA-Hauptquartier in Washington. „Ich bin zuversichtlich, dass unsere aktuellen und geplanten Missionen sogar noch weitere atemberaubenden Entdeckungen auf dem Roten Planeten machen werden.“
„Curiosity hat die Quelle der organischen Moleküle nicht bestimmt“, sagte Jen Eigenbrode vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt (Maryland), die Hauptautorin von einer der beiden neuen wissenschaftlichen Abhandlungen. „Egal ob sie eine Aufzeichnung von frühzeitlichem Leben birgt, oder ob sie Nahrung für Leben war, oder ob sie ohne die Präsenz von Leben existiert hat – organische Materie in Marsgestein enthält chemische Anhaltspunkte zu den planetaren Umweltbedingungen und Prozessen.“
Obwohl die Oberfläche des Mars heute unbewohnbar ist, gibt es deutliche Hinweise darauf, dass das Klima auf dem Mars in der fernen Vergangenheit flüssiges Wasser auf der Oberfläche erlaubte – eine grundlegende Voraussetzung für Leben, wie wir es kennen. Daten von Curiosity offenbaren, dass vor Milliarden Jahren ein See aus Wasser innerhalb des Gale-Kraters alle für Leben notwendigen Bestandteile enthielt, darunter chemische Bausteine und Energiequellen.
„Die Marsoberfläche ist der Strahlung aus dem Weltraum ausgesetzt. Sowohl die Strahlung als auch harsche Substanzen spalten organische Materie“, sagte Eigenbrode. „Frühzeitliche organische Moleküle in den oberen fünf Zentimetern Gestein zu finden, das abgelagert wurde, als der Mars bewohnbar gewesen sein könnte, verheißt Gutes für uns, um mit zukünftigen Missionen, die noch tiefer bohren werden, die Geschichte der organischen Moleküle auf dem Mars zu verstehen.“
Saisonale Freisetzung von Methan
In der zweiten Studie beschreiben Wissenschaftler die Entdeckung saisonaler Veränderungen der Methankonzentrationen in der Marsatmosphäre im Verlauf von fast drei Marsjahren, was knapp sechs Erdjahren entspricht. Diese Veränderungen wurden von Curiositys Sample Analysis at Mars (SAM) Instrumentarium registriert.
Die Wasser-Gestein-Chemie könnte das Methan produziert haben, aber Wissenschaftler können die Möglichkeit für biologische Ursprünge nicht ausschließen. Methan wurde bereits früher in Form großer, unvorhersehbarer Plumen in der Marsatmosphäre registriert. Dieses neue Ergebnis zeigt, dass niedrige Methankonzentrationen innerhalb des Gale-Kraters wiederholt in warmen Sommermonaten gipfeln und jedes Jahr im Winter abfallen.
„Dies ist das erste Mal, dass wir etwas Wiederholendes in der Methan-Geschichte sehen, deshalb bietet es uns einen Weg, es zu verstehen“, sagte Chris Webster vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena (Kalifornien), der Hauptautor der zweiten Studie. „Das alles ist dank der Langlebigkeit Curiositys möglich. Die lange Dauer hat uns erlaubt, die Muster in diesem saisonalen ‚Atmen‘ zu erkennen.“
Organische Moleküle finden
Um organische Moleküle im Marsboden zu identifizieren, bohrte Curiosity in Sedimentgesteine (Schlammgesteine) an vier Regionen im Gale-Krater. Diese Schlammgesteine bildeten sich schrittweise vor Milliarden Jahren aus Schlamm, der sich auf dem Boden des frühzeitlichen Sees ansammelte. Die Gesteinsproben wurden vom SAM-Instrument analysiert, das einen Ofen benutzt, um die Proben auf über 500 Grad Celsius zu erhitzen und organische Moleküle aus dem pulverisierten Gestein freizusetzen.
SAM maß kleine organische Moleküle, die von den Schlammgesteinsproben stammten – Fragmente von größeren organischen Molekülen, die nicht leicht verdampfen. Einige dieser Fragmente enthalten Schwefel, was laut Eigenbrode bei ihrer Konservierung geholfen haben könnte, ähnlich wie Schwefel verwendet wird, um Autoreifen länger haltbar zu machen.
Die Ergebnisse lassen auch auf Konzentrationen organischen Kohlenstoffs in der Größenordnung von zehn Teilen pro Million oder mehr schließen. Das ist nahe an der Menge, die in Marsmeteoriten beobachtet wurde und etwa hundert Mal höher als frühere Nachweise von organischem Kohlenstoff auf der Marsoberfläche. Einige der identifizierten Moleküle enthalten Thiophen, Benzol, Toluol und kleine Kohlenstoffketten wie Propan oder Butan.
Im Jahr 2013 registrierte das SAM-Instrument einige organische Moleküle mit enthaltenem Chlor am tiefsten Punkt innerhalb des Kraters. Diese neue Entdeckung ergänzt den Bestand an Molekülen, die in den frühzeitlichen Seesedimenten auf dem Mars registriert wurden und hilft zu erklären, warum sie konserviert wurden.
Methan in der Atmosphäre und frühzeitlichen Kohlenstoff konserviert auf der Oberfläche zu finden, gibt Wissenschaftlern Sicherheit dafür, dass der Mars-2020-Rover der NASA und der ExoMars-Rover der European Space Agency (ESA) sogar noch mehr organische Moleküle finden werden, sowohl auf der Oberfläche als auch dicht darunter im Untergrund.
Diese Ergebnisse beeinflussen auch die Entscheidungen der Forscher, während sie daran arbeiten, Antworten auf die Fragen bezüglich der Möglichkeit von Leben auf dem Mars zu finden.
„Gibt es Anzeichen für Leben auf dem Mars?“, sagte Michael Meyer, leitender Wissenschaftler des Mars Exploration Program am NASA-Hauptquartier. „Wir wissen es nicht, aber diese Ergebnisse verraten uns, dass wir auf dem richtigen Weg sind.“
Diese Forschungsarbeit wurde vom Mars Exploration Program der NASA für das Science Mission Directorate in Washington gefördert. Das Goddard Space Flight Center stellte das SAM-Instrument zur Verfügung. Das JPL konstruierte den Rover und leitet das Projekt für das Science Mission Directorate.
(THK)
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