NASA’s Perseverance Rover hat ein Gestein auf dem Mars entdeckt, das einst mikrobielles Leben beherbergt haben könnte. Das Gestein, das den Spitznamen Cheyava Falls trägt, weist chemische Zusammensetzungen und Strukturen auf, die von altem Leben gebildet worden sein könnten, obwohl nicht-biologische Prozesse noch nicht ausgeschlossen werden können (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/MSSS)
Bei der Suche nach außerirdischem Leben geht es sowohl um grundlegende biologische, geologische und chemische Fragen als auch darum, unseren Platz im Universum zu verstehen. Ersteres rückte letzten Monat ins Rampenlicht, als der Perseverance-Rover der NASA ein Gestein mit Merkmalen und chemischen Eigenschaften fand, die von altem mikrobiellem Leben auf dem Mars stammen könnten.
Am 21. Juli untersuchte der Rover einen pfeilförmigen Felsen, den die Wissenschaftler nach dem höchsten Wasserfall im Grand Canyon von Arizona Cheyava Falls genannt haben, und stellte fest, dass er organische Verbindungen enthält, die die Bausteine des Lebens, wie wir es kennen, sind. Durch das Gestein schlängeln sich Kalziumsulfat-Adern, deren Vorhandensein darauf schließen lässt, dass einst eine Flüssigkeit – sehr wahrscheinlich Wasser – durch das Gestein geflossen ist. Schließlich ist das Gestein mit weißen Flecken mit schwarzen Rändern gesprenkelt, in denen die Instrumente des Rovers Eisenphosphatmoleküle entdeckt haben. Auf der Erde weisen ähnliche „Leopardenflecken“ auf versteinerte Spuren von Mikroben hin. Im Gestein des Cheyava Falls Mars könnten sie Anzeichen für chemische Reaktionen sein, die vor Milliarden von Jahren stattfanden und als Energiequelle für uraltes mikrobielles Leben gedient haben könnten, teilte das Perseverance-Wissenschaftsteam am 25. Juli in einer NASA-Erklärung mit.
Zusammengenommen sind diese Merkmale eine potenzielle Biosignatur – verblüffende Anzeichen dafür, dass in dem Gestein einst Bedingungen herrschten, die typischerweise mit mikrobiellem Leben verbunden sind. Die Wissenschaftler des Perseverance-Teams sind zwar sehr begeistert von dem Gestein, betonen aber, dass sie nichts entdeckt haben, was versteinerte Organismen sein könnten. Es ist auch erwähnenswert, dass der Perseverance-Rover nicht darauf ausgelegt ist, außerirdisches Leben zu entdecken und zu bestätigen; er sammelt Proben von wissenschaftlichem Interesse, die zur weiteren Untersuchung zur Erde zurückgebracht werden.
Vielleicht könnte das Gestein des Cheyava Falls eines Tages eine Frage beantworten, die schon so lange besteht, wie die Menschen in den Himmel schauen: Sind wir allein im Universum?
Die Antwort könnte noch vor Ende des nächsten Jahrzehnts auf der Erde landen, wenn das problematische NASA-Programm zur Rückführung von Mars-Proben Erfolg hat und diese wertvollen Proben nach Hause gebracht werden, wo Wissenschaftler sie mit einer größeren Vielfalt und Komplexität von Instrumenten untersuchen können, als Perseverance sie tragen kann.
„Die Entdeckung von Leben jenseits der Erde ist so tiefgreifend, so paradigmatisch, dass man es richtig machen muss“, sagte Amy Williams, eine Astrobiologin an der Universität von Florida, die dem Perseverance-Wissenschaftsteam angehört, kürzlich in einem Interview mit kosmischeweiten.de. „Wenn man diese Grenze einmal überschritten hat, kann man nicht mehr zurück.“
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kosmischeweiten.de sprach mit Williams darüber, was die Probe von Cheyava Falls so besonders macht, über alternative Erklärungen für außerirdisches Leben, die das Missionsteam in Betracht zieht, und über die Rolle, die Mars Sample Return bei der Überprüfung der Entdeckung spielen würde.
Das Interview wurde aus Gründen der Länge und Klarheit bearbeitet.
Ein besserer Blick auf das spannende Gestein, das von Perseverance untersucht wird. (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/MSSS)
kosmischeweiten.de: Was macht die Cheyava Falls so spannend für die Suche nach außerirdischem Leben?
Amy Williams: Dies ist die überzeugendste Entdeckung eines organischen Signals, die der Rover bisher gemacht hat. [Das Vorhandensein von organischen Stoffen] wird für uns immer eine Möglichkeit sein, interessante Proben auszuwählen; organischer Kohlenstoff macht alles Leben aus, wie wir es auf der Erde kennen. Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass organischer Kohlenstoff auch abiotisch, d. h. ohne Leben, erzeugt werden kann. Er kann durch geologische Prozesse entstehen und ist auf Meteoriten zu finden, die im Laufe der Geschichte des Mars auf die Oberfläche gelangten.
Die Textur der Leopardenflecken ist eines der Merkmale, die uns helfen können, eine Region oder ein Gestein von Interesse zu identifizieren. Diese Flecken sind kreisförmige Merkmale aus weißem Mineral, die von einem Rand aus dunklem Mineral umgeben sind. Mit unseren Instrumenten können wir feststellen, dass sie Eisenphosphat enthalten, und diese Art von Merkmalen werden oft mit mikrobiellem Leben auf der Erde in Verbindung gebracht. Eine solche Struktur mit verschiedenen Redox-Phasen in unmittelbarer Nähe zueinander erregt unsere Aufmerksamkeit, denn das ist genau das, was das Leben als Energiequelle nutzen könnte.
Wir sehen oft Kalziumsulfat-Adern, die sich quer durch eine Vielzahl von Gesteinen auf dem Mars ziehen. Es könnte sein, dass Flüssigkeiten durch das Gestein geflossen sind und diese Adern abgelagert haben; wir sind gerade von einer Delta-Fächerstruktur hochgefahren, also wissen wir, dass es hier in der Vergangenheit Wasser gab.
All dies zusammen gibt uns ein Gefühl für eine Umgebung, die in der Vergangenheit bewohnbar war, und einige Aspekte dieser Merkmale könnten mit Dingen übereinstimmen, die wir auf der Erde sehen und die mit mikrobiellem Leben in Verbindung gebracht werden. Das ist der Grund für die Aufregung und dafür, dass wir diese Felsen weiter erforschen wollen.
kosmischeweiten.de: Warum kann Perseverance nicht eindeutig Leben auf dem Mars nachweisen?
Williams: Das Instrumentarium an Bord von Perseverance ist dazu gedacht, Proben für die Sammlung und Rückführung zur Erde zu sortieren. Es gibt keine Instrumente zum Nachweis von Leben an Bord des Rovers.
Es gibt viele Parteien, die darüber diskutieren, was es bedeuten würde, schlüssige Beweise für Leben auf dem Mars zu haben. Es gibt viele Möglichkeiten, sich der Sache anzunähern, und die Leute wollen dabei sehr konservativ vorgehen, denn wenn man diese Grenze einmal überschritten hat, kann man nicht mehr zurückkehren. Die Entdeckung von Leben jenseits der Erde ist so tiefgreifend, so paradigmenverändernd, dass man es richtig machen muss. Deshalb ist es so aufregend, eine Probe wie diese zu sehen, weil wir die Möglichkeit haben, diesen Raum zu erforschen, um zu sehen, ob wir diesen Beweis gefunden haben.
Das Instrumentarium an Bord von Perseverance ist nicht für diese Entdeckung und Bestätigung gedacht, sondern für die Analysen, die wir auf der Erde durchführen können. Zum ersten Mal in der Geschichte der Marserkundung haben wir eine gute Chance, etwas darüber zu sagen, ob es Beweise für altes Leben auf dem Mars gibt oder nicht.
kosmischeweiten.de: Wie ist die Stimmung innerhalb des Perseverance-Teams?
Williams: Das Team ist aufgeregt, weil es etwas Neues gefunden hat, ob es nun Beweise für Leben in diesem Gestein gibt oder nicht. Es bringt neue Energie in das Team, wenn wir an etwas arbeiten, das das Potenzial hat, so viel über den Mars zu verraten. Es ist immer aufregend, wenn wir eine Probe sammeln, und diese Probe war besonders ehrfurchtgebietend – man nimmt sich einen Moment Zeit, um über die erstaunlichen Dinge nachzudenken, die dieses Team und die NASA auf dem Mars und auf anderen Planeten gemacht haben, also ist es eine coole Zeit, um zurückzutreten und zu würdigen, worauf wir alle hinarbeiten.
kosmischeweiten.de: Welche alternativen Erklärungen zieht das Team für die neu entdeckten Merkmale im Gestein des Cheyava Falls in Betracht?
Williams: Wir versuchen immer noch, den Umweltkontext für das Gestein zu verstehen, aus dem diese Probe stammt. Wir haben sie zum Beispiel in der Nähe einer Stelle gefunden, an der zwei Felsen zusammenkommen, und wir versuchen, diese Beziehung zu verstehen. Wir wissen nicht, ob diese Gesteine in der Vergangenheit überhaupt erhitzt wurden – könnte dies zu einer Art Umverteilung der Elemente geführt haben? In der Nähe dieser Proben befinden sich Adern, die ein Mineral namens Olivin enthalten – ein großer Kristall, der in Magmen entsteht. Hängt das mit etwas zusammen, das weit oben im Flusstal war und hierher gebracht wurde? Handelt es sich um ein primäres Mineral? Wie lässt sich in diesem Fall eine Umgebung erklären, die heiß genug ist, um ein Magma zu bilden, aber auch diesen organischen Kohlenstoff enthält? Wenn es biologisch war, wie lässt sich das vereinbaren? Das sind Fragen, mit denen wir uns jetzt sicherlich auseinandersetzen.
Unser Ziel bei der Mission war es immer, die interessantesten Proben für die Rückkehr zu sammeln, um diese tiefgreifenden Fragen zu beantworten. Dies ist auf keinen Fall ein Selbstläufer. Es gibt mehrere Lebensspannen an Fragen zu klären.
kosmischeweiten.de: Welche Instrumente auf der Erde könnten uns helfen, altes Leben auf dem Mars zu finden?
Williams: Wir haben im Grunde jedes Instrument, das die weltweite wissenschaftliche Gemeinschaft zur Verfügung stellen kann.
Wenn man organischen Kohlenstoff untersuchen will, gibt es so viele Möglichkeiten, organischen Kohlenstoff nachzuweisen und Details über seine Struktur zu erfahren, die Perseverance im Moment nicht hat. Man kann Massenspektrometrie-Analysen durchführen, um mehr über den organischen Kohlenstoff zu erfahren, der in dem Signal enthalten ist, das wir von SHERLOC [einem der Instrumente von Perseverance] erhalten. Dann hat man die Möglichkeit, etwas über den Ursprung dieses Materials zu sagen: „Das ist so komplex, dass es vielleicht von Leben stammt, weil wir keine abiotischen Prozesse kennen, die es hervorbringen könnten“, oder „Das sieht genauso aus wie das, was man in einem Meteoriten sehen würde, [also] gibt es keinen Grund, warum es von Leben stammen könnte“, oder [vielleicht] kann man noch nichts sagen.
Wenn ihr Proben zurückbringt, können wir je nach Material das Alter bestimmen. Man kann [dann] etwas darüber sagen, wann auf dem Mars Wasser geflossen ist. Wenn wir glauben, dass es dort Leben gab, kann man möglicherweise sagen, wie lange es dort schon existiert haben könnte. Es gibt all diese Wege, die man beschreiten kann und die man extrapolieren kann. Das ist nur die astrobiologische Seite der Dinge – der kleinste Teil der Dinge, die ich tue und die mich begeistern – aber es gibt diesen ganzen Kuchen an aufregender Wissenschaft, die wir mit diesen Proben machen können, wenn wir sie zurückbekommen können.
kosmischeweiten.de: Wir wissen nicht, wie außerirdisches Leben aussieht, also wie würde die Suche danach aussehen? Wäre es zum Beispiel ein Ausscheidungsspiel, bei dem wir abiotische Prozesse ausschließen, oder haben wir einen umfassenden Katalog von Signalen lebender Organismen, mit denen wir die Probe von Cheyava Falls abgleichen können?
Williams: Das Konzept des Lebens, wie wir es nicht kennen, ist immer um die Ecke und etwas, das wir in Betracht ziehen sollten – selbst auf einer Welt, die der Erde scheinbar so ähnlich ist wie der Mars.
Es geht darum, [ob] man mehrere Beweislinien sieht, die alle entweder in eine biotische oder eine abiotische Richtung weisen. In gewisser Weise wäre die schwierigste Antwort beides, denn dann ist die Antwort immer noch mehrdeutig und man kann nicht zwischen beiden unterscheiden. Das ist Wissenschaft.
Haben wir einen Katalog, der besagt: „So sieht Biologie aus, und so sehen abiotische Prozesse aus?“ Ja, und er entwickelt sich immer noch weiter. Ich sage voraus, dass, wenn man eine Marsprobe nach Hause bringt, sich die wissenschaftliche Energie und Forschung in die Richtung bewegen wird, wie man die Grauzonen von abiotisch und biotisch trennen kann, und wie wir die Bestimmung dieses Raums verfeinern können, um etwas Spezifisches über diese außergewöhnlichen Proben aus dem Jezero-Krater sagen zu können.
kosmischeweiten.de: Wie geht es mit dem Perseverance-Rover weiter? Was steht als Nächstes für die Mission an?
Williams: Ich denke, dass sie eine glückliche Roverin ist, dass sie Freude an dieser Arbeit hat.
Der Rover arbeitet fantastisch. Wir sind dabei, den Rand des Jezero-Kraters zu erreichen. Unser Plan war es schon immer, aus dem Jezero-Krater herauszuklettern und dieses wirklich uralte noachische Terrain zu erforschen – eine der frühesten Zeitperioden auf dem Mars, in der es Wasser gab. Es ist sehr aufregend, in einen Zeitrahmen vorzudringen, den wir noch nie in situ erforscht haben.
Es ist großartig, diese Begeisterung und diesen Schwung zu erleben. Dadurch erkennt jeder die wichtigen Beiträge, die wir für die wissenschaftliche Gemeinschaft leisten. Es gibt mir auch viel Inspiration und Hoffnung für die Motivation zukünftiger Wissenschaftler, wenn diese Proben zurückkommen können. Ich habe gerade mit einer Gruppe von Highschool-Schülern gesprochen und gesagt: „Ihr seid alle in dem Alter, in dem ihr Wissenschaftler sein könnt, die mit diesen Proben arbeiten.“ Das ist für mich unglaublich.
Diese Proben werden revolutionär sein. Sie sind zwar vom Volumen her klein, aber ihre Bedeutung übertrifft ihre Größe. So viele künftige Generationen werden vom Mars außergewöhnliche Dinge über die Erde lernen, vom Mars über den Mars, über Exoplaneten … die Liste ließe sich fortsetzen. Es gibt Fragen, von denen wir noch nicht einmal wissen, dass wir sie stellen können, und diese Proben geben uns die Möglichkeit dazu.
