Wissenschaftler haben die größten jemals auf dem Mars entdeckten organischen Moleküle entdeckt, die in einem 2,5 Milliarden Jahre alten Schlammstein eingebettet sind, was die Möglichkeit – wenn auch keinen Beweis – für früheres Leben auf dem Roten Planeten erhöht. Die komplexen Kohlenwasserstoffe, die Fettsäuren ähneln, können nicht vollständig durch bekannte nichtbiologische Prozesse erklärt werden, was laut einer neuen, von der NASA geleiteten Studie, die in Astrobiology veröffentlicht wurde, einen biologischen Ursprung „vernünftig“ macht.
Die Entdeckung im Cumberland Mudstone
Die organischen Moleküle wurden im Cumberland-Schlammstein gefunden, einem feinkörnigen Sedimentgestein in der Yellowknife Bay des Gale-Kraters – einem alten Seegrund auf dem Mars. Der Rover Curiosity bohrte 2013 erstmals in diesen Stein, doch die Entdeckung dieser großen Alkane (Kohlenwasserstoffketten mit 10 bis 12 Kohlenstoffatomen) gelang erst, nachdem die Probe bei der Suche nach Aminosäuren auf extreme Temperaturen (1.100 °C) erhitzt wurde. Diese Alkanketten sind größer als diejenigen, die typischerweise durch abiotische Prozesse gebildet werden, was bedeutet, dass sie eher biologischen Ursprungs sind.
Zurückspulen der Marsgeschichte
Die anfängliche Häufigkeit dieser organischen Moleküle ist schwer abzuschätzen, da sie durch Milliarden von Jahren der Einwirkung von kosmischer und Sonnenstrahlung abgebaut wurden. Die Forscher nutzten mathematische Modelle und Daten aus Laborsimulationen (Radiolyseexperimente), um die ursprüngliche Konzentration abzuschätzen, und kamen zu dem Schluss, dass die aktuellen Werte (30–50 Teile pro Milliarde) wahrscheinlich nur einen Bruchteil – möglicherweise um ein Vielfaches weniger – dessen darstellen, was bei der ersten Bildung des Tonsteins vorhanden war.
Ausschluss nichtbiologischer Ursprünge
Die Studie untersuchte systematisch, wie diese Moleküle ohne Leben entstanden sein könnten. Mehrere Szenarien wurden verworfen:
- Weltraumtransport: Interplanetarer Staub und Meteoriten bringen organische Materie zum Mars, können aber weder Gestein durchdringen noch die beobachteten Konzentrationen erklären.
- Atmosphärische Besiedlung: Die alte Marsatmosphäre war zu dünn, um durch Besiedlung genügend organisches Material zu produzieren.
- Wasser-Gesteins-Wechselwirkungen: Ergibt typischerweise kleinere organische Moleküle, nicht die entdeckten langen Ketten.
- Hydrothermale Systeme: Dies wäre zwar möglich, würde aber hohe Temperaturen erfordern, die in der Cumberland-Probe nicht erkennbar sind.
Warum das wichtig ist: Die Suche nach außerirdischem Leben
Diese Erkenntnisse sind von Bedeutung, da sie die Möglichkeiten für den Ursprung dieser Moleküle einschränken. Obwohl sie kein endgültiger Beweis für Leben sind, untermauern sie das Argument, dass der alte Mars bewohnbar gewesen sein könnte. Das Vorhandensein von Tonmineralien, Nitraten und Schwefel in derselben Probe unterstützt diese Annahme zusätzlich, da diese Verbindungen für biologische Prozesse von entscheidender Bedeutung sind. Die lange Präsenz von Wasser im Gale-Krater bedeutet, dass genügend Zeit für die Entstehung lebensformender Chemie vorhanden war.
Einschränkungen und Zukunftsaussichten
Die Analysefähigkeiten des Rovers Curiosity sind begrenzt. Größere, komplexere organische Moleküle – die stark mit der biologischen Aktivität verknüpft sind – liegen möglicherweise außerhalb seines Nachweisbereichs. Der nächste Schritt besteht darin, die Marsbedingungen auf der Erde nachzubilden, um besser zu verstehen, wie sich diese Moleküle verhalten. Letztendlich ist die Gewinnung tatsächlicher Mars-Schlammsteinproben im Rahmen einer zukünftigen Probenrückgabemission für eine abschließende Analyse von entscheidender Bedeutung.
Die Forscher betonen, dass sie nichtbiologische Ursprünge zwar nicht völlig ausschließen können, die ungeklärte Häufigkeit dieser organischen Moleküle jedoch eine biologische Hypothese „vernünftig“ macht und weitere Untersuchungen erfordert.
