Ein Loch, das der NASA-Rover Curiosity während des 279. Marstages (Sol) des Rovers auf dem Mars am 19. Mai 2013 in ein Gesteinsziel mit der Bezeichnung „Cumberland“ gebohrt hat.(Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/MSSS)
Wissenschaftler haben die Entdeckung der größten organischen Moleküle bekannt gegeben, die jemals auf dem Mars gefunden wurden.
Diese Moleküle könnten aus dem Abbau von Fettsäuren stammen, die vor 3,7 Milliarden Jahren existierten, bevor sie in den Sedimenten eines alten Sees auf dem Roten Planeten konserviert wurden. Die Moleküle beweisen zwar nicht unbedingt die Existenz früheren Lebens auf dem Mars, aber sie zeigen nach Ansicht der Wissenschaftler, dass eine solche Entdeckung tatsächlich möglich sein könnte.
„Unsere Studie beweist, dass wir auch heute noch durch die Analyse von Marsproben chemische Signaturen von früherem Leben nachweisen können, falls es jemals auf dem Mars existiert hat“, sagte Caroline Freissinet, Astrochemikerin am Laboratoire Atmosphères et Observations Spatiales in Guyancourt, Frankreich, in einer Erklärung.
Die Moleküle sind als Alkane bekannt, Kohlenwasserstoffe, die Ketten von Kohlenstoffatomen mit daran gebundenen Wasserstoffatomen kombinieren. Sie wurden vom NASA-Rover Curiosity gefunden, als er 2013 eine Probe des Schlammsteins eines Felsens mit dem Spitznamen „Cumberland“ in der Region Yellowknife Bay im Gale-Krater des Mars anbohrte.
Curiosity landete 2012 im 154 Kilometer (96 Meilen) großen Gale-Krater. Der Krater wurde einst von einem alten See überflutet, was ihn zu einem vielversprechenden Ort für die Suche nach Anzeichen früherer Bewohnbarkeit macht, und Yellowknife Bay liegt auf dem ehemaligen Seeboden. Das Cumberland-Gestein besteht aus tonhaltigem Sedimentmaterial, das von diesem See abgelagert wurde.
„Es gibt Beweise dafür, dass im Gale-Krater über Millionen von Jahren und wahrscheinlich noch viel länger flüssiges Wasser vorhanden war, was bedeutet, dass es genug Zeit gab, damit sich in diesen Krater-See-Umgebungen auf dem Mars Leben bilden konnte“, so Daniel Glavin vom Goddard Space Flight Center der NASA in einer Erklärung, in der diese Entdeckung bekannt gegeben wurde.
Ein Loch, das der NASA-Rover Curiosity während des 279. Marstages (Sol) am 19. Mai 2013 in ein Felsziel mit der Bezeichnung „Cumberland“ gebohrt hat (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/MSSS).
Die organischen Moleküle wurden von Curiositys SAM-Instrumentarium (Sample Analysis on Mars) entdeckt. Mit diesem Instrumentarium bohrt der Rover eine Gesteinsprobe und schöpft sie in das SAM, wo sie in einem Ofen bei 1.800 Grad Fahrenheit (1.000 Grad Celsius) gebacken wird. Dabei werden Gase aus der Probe freigesetzt, die dann von speziellen Sensoren (in diesem Fall einem Gaschromatographen und einem Massenspektrometer) getrennt und untersucht werden, die die für das Leben wichtigen Elemente – Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor und Schwefel – identifizieren können. Ein separates Laserspektrometer analysiert die Gase und sucht nach Anzeichen von Wasser und kleineren organischen Molekülen wie Methan.
Freissinet und Glavin hatten zuvor gemeinsam frühere Entdeckungen organischer Moleküle in der Cumberland-Probe geleitet, darunter Methan sowie chlor- oder schwefelhaltige organische Stoffe, aber bis zu dieser Studie waren die größten auf dem Mars gefundenen organischen Moleküle nur sechs Kohlenstoffatome lang.
Also modifizierten Freissinet und Glavin das SAM-Verfahren, um nach größeren organischen Molekülen zu suchen. Insbesondere waren sie und ihr Team auf der Suche nach Aminosäuren. Sie fanden keine, aber sie fanden Alkane, die größer sind als alle bisher auf dem Mars gefundenen. Dazu gehören Decan (10 Kohlenstoffatome und 22 Wasserstoffatome), Undecan (11 Kohlenstoffatome und 24 Wasserstoffatome) und Dodecan (12 Kohlenstoffatome und 26 Wasserstoffatome). Obwohl Dodekan das größte jemals auf dem Mars gefundene Alkan ist, ist es im Vergleich zu den größten Alkanen auf der Erde, die über 150 Kohlenstoffatome aufweisen können, immer noch ein Zwerg.
Ein Loch, das der NASA-Rover Curiosity während des 279. Marstages (Sol) am 19. Mai 2013 in ein Felsziel mit der Bezeichnung „Cumberland“ gebohrt hat (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/MSSS).
Es ist möglich, dass die großen marsianischen Alkane einen geochemischen Ursprung haben – der nichts mit Leben zu tun hat -, aber das Team um Freissinet und Glavin führte Laborexperimente durch, die zeigten, dass sie aus dem Abbau von Fettsäuren stammen könnten, die über 3,7 Milliarden Jahre hinweg in den tonhaltigen Sedimenten eingeschlossen waren.
Das Leben baut Fettsäuren in die Zellmembranen ein und nutzt sie zur Regulierung verschiedener Zell- und Organprozesse. Fettsäuren können jedoch auch durch Geochemie hergestellt werden, so dass die Schlussfolgerung, dass sie vor 3,7 Milliarden Jahren auf dem Mars existierten, nicht unbedingt ein Beweis für Leben ist. Allerdings sind abiotische Fettsäuren in der Regel kleiner als 12 Kohlenstoffatome. Auch der Zeitpunkt ist merkwürdig: Vor 3,7 Milliarden Jahren soll das Leben auf der Erde begonnen haben, sich zu entwickeln. Könnte sich das Leben auf unseren beiden Welten zeitgleich entwickelt haben?
Das bleibt vorerst Spekulation, aber obwohl das Vorhandensein von langkettigen Alkanen kein Beweis für Leben auf dem Mars ist, könnten sie ein wichtiger Hinweis sein.
Die SAM-Instrumente des Curiosity-Rovers sind jedoch nicht in der Lage, organische Moleküle zu erkennen, die größer als Dodekan sind, was bedeutet, dass die Zukunft der Erforschung von Marsleben auf der Erde liegen könnte.
„Wir sind bereit, den nächsten großen Schritt zu tun und Mars-Proben in unsere Labors zu bringen, um die Debatte über das Leben auf dem Mars zu klären“, sagte Glavin, der bei der NASA als leitender Wissenschaftler für die Probenrückführung zuständig ist. Dies hängt jedoch davon ab, wie schnell eine Mission gestartet werden kann, um die von Curiositys Geschwister-Rover Perseverance gesammelten Proben zu bergen. Die NASA hat in letzter Zeit Schwierigkeiten, eine solche Mission zu planen und zu finanzieren, und hat private Unternehmen um Hilfe gebeten.
Die Ergebnisse wurden am 24. März in Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.
