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In zwei bis drei Metern Tiefe unterhalb der Oberfläche der Atacamawüste leben Mikroorganismen in dortigen Salzkristallen. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: Parro et al./CAB/SINC

Madrid/ Spanien - Nur wenige Tage nachdem die NASA aus der für 2016 und 2018 zusammen mit der Europäischen Raumfahrtagentur ESA geplanten gemeinsamen Suche nach Leben auf dem Mars ausgestiegen ist (...wir berichteten), haben spanische und chilenische Wissenschaftler die Entdeckung einer Mikroben-Oase zwei bis drei Meter tief im Untergrund der chilenischen Atacamawüste verkündet. Die Entdeckung von Leben unterhalb der trockensten Wüste des Planeten Erde weckt erneut Hoffnungen, ähnliche Funde auch auf dem Mars machen zu können. Tatsächlich ist die Rover-Einheit der für 2018 geplanten ESA-Mission ExoMars genau für eine derartige Suche in der Tiefe ausgerüstet und könnte nun mit den in der Atacama erfolgreich erprobten Instrumenten ausgestattet werden.

Wie die Forscher um Victor Parro vom spanischen Zentrum für Astrobiologie (Centro de Astrobiología, INTA-CSIC) und Kollegen der chilenischen Universidad Católica del Norte im Fachmagazin "Astrobiology" berichten, haben sie die Mikroben im stark salzhaltigen Grundmaterial (Substrat) der Wüste, in zwei bis drei Metern Tiefe, mit Hilfe des "Signs of Life Detector" (SOLID) entdeckt.

Bei den Mikroben handelt es sich sowohl um Bakterien als auch um Archaeen. "Wir bezeichnen den Fundort als 'mikrobische Oase', da wir die Mikroorganismen in einem Habitat entdeckt haben, das reich an Steinsalz (Halit) und anderer stark feuchtigkeitsbindenden Komponenten wie Anhydrit und Perchloraten ist, die Wasser absorbierten", erläutert Parro.

Darüber hinaus ziehen die Substrate, in deren Umfeld die Mikroben leben, selbst die geringsten Mengen an Feuchtigkeit aus der Luft und kondensieren diese in Form von Salzkristallen an der Oberfläche, wodurch sich im Untergrund hauchdünne Wasserschichten von nur wenigen Mikrometern Dicke bilden.

In dieser Umgebung finden die Mikroben so alles, was sie zum Wachsen benötigen: Nährstoffe und Wasser. Dabei unterscheiden sich die Arten kaum von Mikroben, wie sie aus anderen hypersalinen Umgebungen bereits bekannt sind. Alleinig der Fundort in zwei bis drei Metern Tiefe ist ungewöhnlich, gibt es hier doch weder Sauerstoff noch Licht.

Bis in eine Tiefe von fünf Metern fanden die Forscher noch Mikroben, die jedoch unterhalb von drei Metern Tiefe vor Ort nicht mehr aktiv waren, im Labor und unter Hinzugabe von Wasser jedoch wieder zum Leben erweckt werden konnten.

Die Grundlage des SOLID-Instruments bildet ein Biochip mit der Bezeichnung "LDChip", in dem sich 450 Antikörper befinden, mit deren Hilfe biologisches Material - so vorhanden - identifiziert werden kann, darunter verschiedenen Arten von Zucker, DNA und Proteine.

"Sollte es auf dem Mars unter ähnlichen Bedingungen auch ähnliche Mikroben geben wie in der Atacama, so könnten wir diese mit Instrumenten wie dem SOLID-Detektor finden und nachweisen", so Parro.

Schon jetzt ist bekannt, dass es auch auf dem Mars salzhaltige Ablagerungen im Boden gibt. "Es ist also durchaus denkbar, dass sich auch hier hypersaline Umgebungen im Untergrund der Marsoberfläche finden. (...) Die hohe Konzentration von Salzen hat zudem einen gleich zweifachen Effekt: Zum einen absorbiert es Wasser zwischen den Kristallen und verringert zum anderen den Gefrierpunkt, wodurch sich dünne flüssige Wasserfilme selbst bei Temperaturen von bis zu minus 20 Grad Celsius halten können."

Der hohe Salzgehalt und das nur in geringen Mengen vorkommende Wasser helfen zudem, biologische Moleküle derart zu bewahren, dass diese - wenn auch aktuell inaktiv - Millionen von Jahre konserviert und unter anderen Umweltbedingungen reanimiert werden können.

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Herabrollende Felsbrocken hinterlassen Spuren (s. Pfeile) im Boden der Marsregion Cerberus Fossae. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: HiRISE/NASA

London/ England - Anhand von Aufnahmen von Geröll und Felsbrocken, die von Klippen und Hängen auf dem Mars herabgestürzt und -gerollt sind, schließen britische Wissenschaftler auf Oberflächenbeben auf dem Roten Planeten in vergleichsweise junger Vergangenheit. Das Studium der geologischen Aktivität des Mars könnte auch Rückschlüsse auf dessen potentielle Lebensfreundlichkeit zulassen.

Wie die Forscher um den Geologen und Erdbebenexperten Gerald Roberts von der Birkbeck Institution an der University of London (bbk.ac.uk) berichten, entdeckten sie die Hinweise auf Marsbeben in jüngerer Zeit auf Aufnahmen der HiRISE-Kamera an Bord der NASA-Sonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO).

"Sollte es tatsächlich Marsbeben geben", so zitiert das NASA-Onlinemagazin "Astrobiology Magazine" (astrobio.net) den Wissenschaftler, "so könnte unser nächster planetarer Nachbar immer noch aktiven Vulkanismus hervorbringen, die wiederum dabei behilflich sein könnte, Bedingungen auf dem Mars zu erschaffen, unter denen flüssiges Wasser möglich wäre.

Das Team analysierte Aufnahmen entsprechender Felsbrocken entlang eines geologischen Faltensystems in der Marsregion Cerberus Fossae, das durch eine mit wenigen Millionen Jahren vergleichsweise jungen Lavaformation verläuft.

Einige der Brocken hinterließen deutliche Spuren im grobkörnigen Boden, wie sie die Forscher mit ähnlichen Spuren von Geröll nach irdischen Erdbeben vergleichen konnten. Anhand dieser Merkmale konnten die Wissenschaftler darauf schließen, dass diese Felsbrocken durch seismische Aktivität ins Rollen gebracht wurden und nicht etwa mit Gletschern vorwärts transportiert und bei deren Schmelze abgelegt wurden.

Die untersuchten Felsbrocken sind 2 bis 20 Meter groß und nehmen zahlenmäßig über einem Radius von 100 Kilometern rund um einen Mittelpunkt entlang der Falte zusehends ab. "Dieses Bild stimmt mit der Hypothese überein, wonach diese Felsbrocken von Beben verursacht wurden, deren Stärke sich mit zunehmendem Abstand von den Epizentren abschwächt", so die Forscher. Ähnliche Strukturen konnten zuletzt nach dem starken Beben in der Nähe des zentralitalienischen Städtchens L'Aquila beobachtet werden. Anhand ihrer Vergleiche vermuten die Geologen, dass die Marsbeben Stärken von mehr als 7 auf der Richterskala erreicht haben.

Anhand der im staubigen Marsboden erhaltenen und nur bedingt von Winden verwehten Spuren der herabgestürzten und rollenden Brocken schlussfolgern die Wissenschaftler, dass sich die Beben innerhalb der letzten wenigen Prozent des Alters des Mars (also wenige Millionen Jahre) ereignet haben müssen. Ähnlich wie die Erde, so schätzen Wissenschaftler das Alter des Roten Planeten auf rund 4,5 Milliarden Jahre.

Tatsächlich können entsprechende Spuren auf dem Mars sehr schnell verweht werden. Selbst die Spuren der jüngsten Rover auf dem Mars, sind teilweise - aus einer Umlaufbahn um den Planeten heraus betrachtet - schon jetzt bis zur Unkenntlichkeit erodiert.

"Tatsächlich könnte es selbst heute noch zu schweren Beben auf dem Mars kommen", so die Forscher. Die Existenz von Marsbeben könnte auch für die andauernde Suche nach Leben auf dem Roten Planeten von Interesse sein. Sollten die Falten entlang der Cerberus-Fossae-Region immer noch aktiv sein und die Beben mit Magmabewegungen durch den nahe gelegenen Vulkan Elysium Mons in Verbindung stehen, so könnte diese vulkanische Aktivität unterhalb der Marsoberfläche auch Wassereis zum schmelzen bringen. Die hierbei entstehenden Wasserreservoire könnten dann wiederum auch lebensfreundliche Umgebungen auf dem Mars entstehen lassen.

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Feuchte Flecken in den eigentlich schmelzwaser- und regenfreien antarktischen Trockentälern. | Copyright/Quelle: Joe Levy, oregonstate.edu

Corvalis/ USA - Schon lange sorgen wasserfeuchte Flecken in den antarktischen McMurdo Trockentälern für Rätselraten unter Wissenschaftlern - entstehen sie doch auf dem trockenen, kalten Polarwüstenboden ohne, dass sie von Schneeschmelzen oder Regen verursacht werden könnten. Eine neue Studie hat nun herausgefunden, dass es der starke Salzgehalt dieses Bodens ist, der der Atmosphäre Feuchtigkeit entzieht. Ähnliches, so vermuten die Forscher, könnte auch auf dem Mars und auf anderen Planeten passieren, die eigentlich nicht über einen klassischen Flüssigkeitskreislauf verfügen.

Wie die Forscher um Dr. Joseph Levy von der Oregon State University (OSU) und Kollegen von der Portland State University und der Ohio State University im Fachmagazin "Geophysical Research Letters" berichten, bedarf es einer speziellen Kombination aus den richtigen Salzen und genügend Feuchtigkeit, um den Prozess in Gang zu bringen. Doch genau diese Bedingungen seien nicht nur in vielen Wüsten auf der Erde sondern auch auf dem Roten Planeten gegeben.

"In den Böden der Trockentäler gibt es eine ganze Menge an Salzen, die durch die Gischt des Meeres und von urzeitlichen Fjorden hierher gebracht wurden, als diese einst die Region überfluteten", so Levy. "Auch mit Schneeflocken gelangen Salze in die Täler und können hier Flächen sehr salzhaltigen Bodens entstehen lassen, die dann das Wasser als Feuchtigkeit regelrecht aus der Luft heraussaugen können."

Liege etwa Natriumchlorid (Koch- bzw. Steinsalz) vor, so benötige es einen Tag lang eine Luftfeuchtigkeit von 75 Prozent, um den Prozess in Gang zu bringen. "Handelt es sich aber um mit Kalziumchlorid gesättigte Böden, so braucht es dazu selbst an frostigen Tagen lediglich 35 Prozent Luftfeuchtigkeit."

Sobald sich eine Lake durch den Prozess gebildet hat, setzt sich der Vorgang solange weiter fort, bis sich der Feuchtigkeitsanteil der Pfütze dem Gehalt in der Atmosphäre angeglichen hat. "Es wirkt also ganz so, wie ein Siphon aus Salz", erläutert der Forscher.

Die Entsprechenden Böden, so stellten die Wissenschaftler fest, sind drei bis fünf Mal wasserhaltiger als der normale sonstige Boden und reich an organischen Materialen, darunter auch Mikroben. Dieser Umstand erhöht für die Forscher auch die Wahrscheinlichkeit, dass Ähnliches auch auf dem Mars vor sich gehen und zu finden sein könnte.

Zudem setzte der erhöhte Salzgehalt der Böden den Gefrierpunkt des Grundwassers zurück, wodurch weiterhin Feuchtigkeit aus der Luft gezogen werden kann, während andere feuchte Gebiete in den Tälern im Winter schnell zufrieren.

Auch wenn der Mars grundsätzlich weniger Luftfeuchtigkeit als die meisten Orte auf der Erde aufweist, so zeigten doch schon bisherige Studien, dass diese hoch genug ist, um die von Levy und Kollegen beschriebenen Prozesse anstoßen zu können.

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Die Orte der 226 untersuchten Seenbetten auf dem Mars, nördlich und südlich des Äquators. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: Goudge, T.A., Head, J.W., Mustard, J.F. and Fassett, C.I./MOLA/NASA

Providence/ USA - Lehm- und Tonböden, wie sie auch auf dem Mars zu finden sind, eignen sich in idealer Weise zur Bewahrung von Beweisen für einstiges Leben in Form von Fossilien – zumindest auf der Erde. Eine neue Studie zeigt allerdings, dass nur etwa ein Drittel der untersuchten urzeitlichen Seenbetten auf dem Roten Planeten diese Böden in für Sonden zugänglichen Oberflächen auch aufweist.

Wie die Forscher um Timothy Goudge von der Brown University aktuell im Fachmagazin "Icarus" berichten, konnten sie anhand von Aufnahmen der Marssonden Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), Mars Odyssey (MO) und Mars Express (MEX) von einstigen Seenbetten auf dem Mars und des von diesen Flächen reflektierten Sonnenlichts nur an 79 von insgesamt 226 untersuchten entsprechenden Orten auf dem Roten Planeten eine chemische Zusammensetzung der Oberflächenböden finden, die Lehm- und Tonböden auf der Erde gleichen.

Dieses Verhältnis deutet für die Forscher auf die Vermischung von einstigem Marswasser mit den umliegenden Böden hin. Es könnte aber auch ein Hinweis darauf sein, dass Wasser nur für eine vergleichsweise kurze Zeit über den Roten Planeten floss.

Sollte auf dem Mars - und dann wahrscheinlich in den einstigen Meeren und/oder Seen - Leben entstanden sein, so könnten sich in den Ton- und Lehmböden Beweise dafür in Form von Fossilien erhalten haben. Schon der NASA-Mars-Labor-Rover "Curiosity", dessen Ankunft im Marskrater Gale im Rahmen der Mission "Mars Science Laboratory" (MSL) schon im kommenden Sommer erwartet wird (...wir berichteten), könnte sich auf die Suche nach entsprechenden Versteinerungen machen. Zumindest die NASA-Wissenschaftler erwarten jedoch keine Funde ganzer Knochen oder Skelette, sondern vielmehr fossilierte Überreste von Mikroben.

"Auf der Erde hat sich in nahezu allen Gewässern Leben in irgendeiner Form entwickelt, das in den Sedimenten oder in den Gewässern selbst lebt. Von allen möglichen Kandidaten für Orte mit möglichen Spuren von Leben, gehören Seen (wie einst auch im Innern des Gale-Katers) zur besten Wahl für die Suche nach Hinweisen auf Leben", so Goudge gegenüber "Space.com".

Fließt Wasser über Mineralkörner, so vermischt es diese und verändert ihre Struktur. Wenn Wasser aber nur kurzzeitig floss, so könnte diese Zeit möglicherweise nicht ausgereicht haben, um größere Mengen von Lehmböden entstehen zu lassen.

Alle der aktuell untersuchten Seebetten, so die Forscher, trockneten vor rund 3,7 Milliarden Jahren aus und wurden danach teilweise von Lava aus Vulkanen oder eisigen Gletschern überdeckt. In einigen Fällen, wie etwas in der Marsregion Nili Fossae (...wir berichteten, s. Abb. Kreismarkierung), wurden diese Deckschichten jedoch durch Erosion wieder abgetragen und so die sich darunter befindenden Sedimente wieder freigelegt.

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Erste Anzeichen der anomalen "Wolke" in der Marsatmosphäre am 19. März 2012. | Copyright: Wayne Jaeschke, exosky.net

Philadelphia/ USA - Nicht die mächtigen erdgestützten oder Weltraumteleskope von NASA, ESA oder ESO, sondern der Amateur-Astrofotograf Wayne Jaeschke war es, der in der Nacht auf den 20. März 2012 eine ungewöhnliche Struktur in der Marsatmosphäre entdeckte. Bislang rätseln Astronomen weltweit, um was es sich bei dieser als "anomale Wolke" bezeichneten Erscheinung genau handelt.

"Vergangene Nacht (...) habe ich ein merkwürdiges Merkmal über der Marsregion Acidalia Planitia entdeckt, das sich mit der Planetenrotation bewegt, was Staub auf dem Sensor ausschließt, und die über der Flanke aufzusteigen scheint", so beschreibt Jaeschke seine Entdeckung. Schon kurz nach seinem Aufruf an die astrofotografische und astronomische Gemeinschaft wurde die Struktur auch von zahlreichen Kollegen weltweit bestätigt und wird seither diskutiert. Auf seinen eigenen Aufnahmen entdeckte Jaeschke dann, dass sich schon am 19. März eine kleine "Warze" an selbiger Stelle abzeichnet, über der später und in den folgenden Tagen die "Wolke" aufstieg. Andere Astrofotografen wollen weitere Hinweise auf das Ereignis schon bis zum 12. März zurückverfolgen können.

Jaeschke selbst vermutet, dass es sich um einen Staubpilz in Folge eines Meteoriteneinschlags handeln könnte, verweist jedoch zugleich auch auf weitere Möglichkeiten, etwa eine Wassereiswolke bis in große Höhe der Marsatmosphäre oder ein sonstige ungewöhnliches Wetterphänomen.


5-Bild-Animation der Anomalie über 36 Minuten am 20. März 2012 | Copyright: Wayne Jaeschke, exosky.net

Mittlerweile sind auch Astronomen an Universitätsobservatorien auf die sonderbare Erscheinung aufmerksam geworden. "Derartige Wolken sind eigentlich nicht ungewöhnlich. Dass sie aber eine solche Größe erreichen, ist bemerkenswert und es ganz bestimmt Wert, (diese Erscheinung) genauer zu untersuchen", kommentiert Jonathon Hill von der Mars Space Flight Facility an der Arizona State University die Entdeckung gegenüber "Cosmic Log" auf MSNBC.

Jetzt soll die "Wolke" mit dem Wärmebildsystem THEMIS (Thermal Emission Imaging System) ab Bord der NASA-Marssonde Mars Odyssey ins Visier nehmen. Dieses ist nicht nur in der Lage, Aufnahmen im sichtbaren sondern auch im infraroten, thermalen Lichtspektrum zu erstellen. Letztere werden dann also auch Temperaturinformationen über die Anomalie auf dem Mars liefern können. Auch die Kamera des Mars Color Imager (MARCI) an Bord der Marssonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) soll auf die Struktur ausgerichtet werden.

Laut Jaeschke (exosky.net) ist die Anomalie, wenn auch mittlerweile kleiner geworden, immer noch vorhanden und sichtbar.

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Jahreszeitlich auftretende und sich ausweitende dunkle Spuren im Sand der Hänge des Marskrater Horowitz. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona

Tucson/ USA - Noch bis vergangenes Jahr galt die Marsoberfläche als längst ausgetrocknete Welt, in der das Wasser, das einst Flüsse, Seen und ganze Ozeane gefüllt hatte, schon längst im Boden versickert, in Minerale umgewandelt oder in polaren Eiskappen und Gletschern gebunden ist. Dann jedoch entdeckten Wissenschaftler auf Satellitenaufnahmen Spuren fließenden Wassers (...wir berichteten). Seither haben die Forscher weitere Hinweise auf periodisch fließendes Wasser auf der Marsoberfläche gefunden und diese nun auf einer Konferenz präsentiert.

Auf Aufnahmen der Kamera des "High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE)" an Bord der NASA-Sonde "Mars Reconnaissance Orbiter" (MRO) entdeckten die Wissenschaftler um Alfred McEwan von der "University of Arizona" dunkle, fingerartige Linien, die sich im späten Frühling und während des Sommers auf dem Mars an Abhängen bilden und nach und nach immer länger werden, im Winter dann wieder verschwinden um sich dann im Frühling wieder auszubilden. Wiederholte Beobachtungen dieser abhängig von den Jahreszeiten zyklisch wiederkehrenden Phänomene in den mittleren Breitengraden der südlichen Marshemisphäre sind für die NASA-Forscher ein deutlicher Hinweis darauf, dass es sich herbei im Rinnsale flüssigen Wassers handelt.

Auf der jährlichen "Lunar and Planetary Science Conference" im texanischen The Woodlands, haben die Forscher nun neuste Beobachtungen und Schlussfolgerungen zu den als "wiederkehrende Hanglinien" (recurring slope lineae, RSL) vorgestellt.


Während andere Hinweise auf fließendes Wasser bislang auch alternativ, etwa durch Hangrutschungen oder Geröllspuren erklärt werden konnten (...wir berichteten, s Links) "konnte bislang noch niemand ein zu flüssigem Wasser alternatives Modell für die von uns beschriebenen RSLs finden", erläutert McEwan. "Und auch uns ist dies nicht gelungen."

Mittlerweile können die Forscher insgesamt 15 Orte bestätigen, an welchen sich die wiederkehrenden Linien immer wieder zeigen. Ursprünglich waren es lediglich sieben. Weitere 23 Fundstellen müssen nun noch weiterführend beobachtet werden, um zu kontrollieren, ob die Linien auch hier tatsächlich periodisch auftauchen und wieder versiegen.


8-Bild-Animation belegt die sich ausweitenden Spuren im Sand des Horowitz-Kraters. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona

Gestützt wird die Interpretation der fingerartigen Linien im Sinne von Schmelzwasser-Rinnsalen durch Untersuchungen arider und frostiger Regionen auf der Erde, wie sie ebenfalls auf der Konferenz von Joe Levy von der Oregon State University vorgestellt wurden. Auch im Taylor Valley in der Antarktis, finden sich ähnlich aussehende Merkmale, die von Salinen aus dem Untergrund gebildet werden, wenn diese Hänge hinunterfließt. Anhand ihrer Untersuchungen konnten die Wissenschaftler ein Modell entwickeln, das es ermöglicht, schon anhand von Satellitenaufnahmen der hinterlassenen Spuren recht genau auf die Durchlässigkeit des Bodenmaterials zu schließen.

Diese Erkenntnisse auf den Mars angewandt schlussfolgern die Forscher, dass es sich bei den RSLs um Salzwasserrinnsale handeln könnte, die Hänge aus Sand und Lehm hinunterfließen. Tatsächlich entspricht diese Deutung den vor Ort auf dem Mars erwarteten Bodeneigenschaften.

"Was auch immer sich da auf dem Mars durch den sandigen Boden bewegt, es verhält sich wie flüssiges Wasser sich in dieser Umgebung verhalten würde", so Levy. "Die Spuren auf dem Mars und in der Antarktis fließen beide wie Wasser durch Sediment und wenn es sich wie Wasser bewegt, dann ist es sehr wahrscheinlich auch Wasser."

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Blick aus Nordosten über die Bruchstrukturen von Tractus Catena im nördlichen Teil der Tharsis-Aufwölbung. Gut zu erkennen ist, wie sich entlang der Hauptstörungsrichtungen mehrere Ketten von trichterförmigen Vertiefungen gebildet haben. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum).

Berlin/ Deutschland - In bis zu 1500 Meter tiefen Trichtern entlang geradliniger Bruchstrukturen in der Vulkanregion Tharsis auf dem Mars könnte sich Leben in mikrobiologischer Form bis heute erhalten haben. Mit dem vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) betriebenen Kamerasystem HRSC an Bord der ESA-Raumsonde "Mars Express" haben Planetenwissenschaftler diese Strukturen nun hochauflösend fotografiert - rätseln jedoch immer noch über deren Entstehung.

Tharsis selbst ist fast so groß ist wie Europa. Hier wurde das Marshochland infolge vulkanischer Prozesse zu einem mehrere Tausend Meter hohen Schild emporgewölbt, in dem zahlreiche ungewöhnliche Landschaftsphänomene beobachtet werden können.

Diese, in der englischen Fachterminologie "pit chains" (deutsch: Krater-, Trichter- oder Grubenketten) genannten geologischen Formationen können im Marshochland an mehreren Stellen beobachtet werden. Solche Aneinanderreihungen einzelner rundlicher Senken bildeten sich stets entlang von Störungen (tektonischen Brüchen) in der spröden Marskruste. Welche Prozesse jedoch diese Trichterketten einst gebildet haben, darüber sind sich die Forscher noch uneins. In Frage kommen jedoch verschiedene von den Forschern des DLR und der ESA erläuterte Szenarios:

"Zum einen treten diese Ketten häufig an den Flanken von flachen Schildvulkanen auf, die einen großen Durchmesser an ihrer Basis haben. Wenn ein Lavafluss an seiner Oberfläche abkühlt und erstarrt, im Inneren jedoch flüssig bleibt und wie in einer Röhre weiterfließt, entsteht ein unterirdischer Hohlraum. Erlischt die vulkanische Aktivität, kann ein Tunnel beziehungsweise eine entleerte Lavaröhre im Untergrund zurückbleiben. Im Laufe der Zeit brechen dann entlang des Dachs der Röhre einzelne Abschnitte ein und hinterlassen an der Oberfläche rundliche Senken. Auch auf der Erde gibt es solche Lavatunnel, zum Beispiel auf Hawaii.


Senkrechte Draufsicht auf die Trichterkette. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum).

Eine weitere Möglichkeit sind rein mechanische Vorgänge, ohne den Einfluss vulkanischer Prozesse: Durch eine Dehnung der Marskruste kommt es zu Dehnungsbrüchen, so genannten Extensionsklüften, entlang deren Verlauf sich rundliche Senken bilden. An diesen Senken 'sackt' das Material an der Oberfläche nach unten. Dass in dieser Region die Marskruste gedehnt wurde, wird durch die geradlinig verlaufenden Bruchstrukturen bekräftigt - einzelne Geländeblöcke sind infolge der Dehnung in die dadurch entstandene 'Lücke' abgesackt und bilden nun markante Geländestufen. Die Dehnungstektonik kommt auch im Namen Tractus Catena zum Ausdruck (lateinisch für 'auseinander gezogene Kette')."

Die dritte und für Planetenforscher interessanteste Möglichkeit sieht die Trichter als Ergebnis von Grundwasser: "Ähnliches ist in Karstgebieten auf der Erde - beispielsweise auf der Schwäbischen Alb mit ihren zahlreichen, Dolinen genannten Einsturzkesseln zu beobachten. Dort bilden sich im Untergrund Kavernen, die durch die chemische Wirkung von sich im Grundwasser bildender Kohlensäure entstehen, das Kalkgestein löst. Im Laufe der Zeit bilden sich so beachtliche Hohlräume, deren Decken durch die zu große Eigenlast einstürzen. Auch wenn es auf dem Mars keine Kalkgebirge gibt, könnten Lösungsprozesse zu ähnlicher Hohlraumbildung führen und anschließend, wie bei den Lavaröhren, Teile der Tunneldecke einbrechen und eine Reihe von Absenkungstrichtern bilden."

Solche Hohlräume unter der Oberfläche sind für Marsforscher von besonderem Interesse, da das Vorhandensein von Wasser im Zusammenhang mit unterirdischen Hohlräumen ideale Bedingungen für die Suche nach mikrobiellem Leben auf dem Mars von darstellt, da gerade in solchen Höhlen Mikroorganismen überlebt haben könnten. Schließlich wären in derartigen Hohlräumen solche einfachen Organismen vor den unwirtlichen Bedingungen auf der Marsoberfläche, also vor der dort vorherrschenden UV-Strahlung und anderer, schädlicher kosmischer Strahlung geschützt - während die dünne Marsatmosphäre davor sonst kaum Schutz bietet.

Auch für die bemannte Raumfahrt und die Erschließung unseres Nachbarplaneten in ferner Zukunft könnten solche Höhlen aus diesem Grund interessant sein. Schließlich verfügt der Mars - anders als die Erde - nur über ein sehr schwaches Magnetfeld, das zudem nicht global wirkt. "Schon in der Marsumlaufbahn ist die Strahlenbelastung etwa zweieinhalb Mal höher als in der Internationalen Raumstation ISS, wo bereits das 100-Fache der Strahlenbelastung erreicht wird, der man im Schnitt auf der Erdoberfläche ausgesetzt ist", erläutern die ESA-Forscher.

Die hier gezeigten Aufnahmen mit der HRSC (High Resolution Stereo Camera) entstanden am 22. Juni 2011 während Orbit 9538 von Mars Express aus einer Höhe von etwas mehr als 400 Kilometern über der Marsoberfläche. Die Bildauflösung beträgt etwa 20 Meter pro Bildpunkt (Pixel). Die Abbildungen zeigen einen Ausschnitt bei 23 Grad nördlicher Breite und 257 Grad östlicher Länge.

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Ein Modell der Landeeinheit der Mission "Viking 1", die am 20. Juli 1976 in der Marsebene Chryse Planitia gelandet ist. | Copyright: NASA

Los Angeles/ USA – Als 1976 die Lande- und Laboreinheit der NASA-Marsmission "Viking" erstmals Bodenproben auf dem Mars entnahm und noch vor Ort nach Hinweisen auf organische Komponenten und mikrobiologisches Leben untersuchte, schienen die Ergebnisse eindeutig: Zumindest am Landeort der Sonde gab es offenbar keine Anzeichen für Leben. Seither wurde die ursprüngliche Auswertung und Gewinnung der Daten immer wieder kontrovers diskutiert. Eine aktuelle Neuanalyse der Viking-Daten stützt das Bild einstig voreiliger Schlüsse und kommt sogar zu dem Schluss, dass Viking schon 1976 mikrobielles Leben auf dem Mars entdeckt hatte.

Wie Giorgio Bianciardi von der Università degli Studi di Siena, Joseph D. Miller von der University of Southern California, Patricia Ann Straat von der John Hopkins University und der Astrobiologe Gilbert V. Levin von der University of Buckingham aktuell im "International Journal of Aeronautical and Space Sicences" berichten, unterzogen sie die Daten der sogenannten "Labeled Release"-Experimente (LR) einer auf dem heutigen Wissensstand basierenden Neuuntersuchung.

Zwar behaupten die Wissenschaftler in ihrer Schlussfolgerung aus der Neubewertung der Daten noch nicht, dass Viking 1976 eindeutige Beweise für vergangenes Leben auf dem Mars gefunden habe, dass aber im Gegensatz zur damaligen Lesart der Ergebnisse, das LR-Experiment auf das Vorhandensein kohlenstoff-basierter organischer Verbindungen deutet: "Wir glauben aber, dass diese Ergebnisse eine deutliche Unterstützung der Schlussfolgerung darstellen, dass die Viking-LR-Experimente tatsächlich noch vorhandenes Leben auf dem Mars entdeckt haben."

Anhand ihrer Neubewertung fanden die Forscher beispielsweise Anzeichen für Biorythmen, die jenen von Bakterien gleichen. "Das Vorhandensein dieser an Biorythmen erinnernden Signale und ein hoher Grad an mathematischer Ordnung in den LR-Daten bedeuten sehr wahrscheinlich, dass Viking vor 35 Jahren mikrobielles Leben auf dem Mars entdeckt hat", erklärte Miller gegenüber dem "Science Blog". Da der Mars über keine vor ultravioletter Strahlung schützende Atmosphäre besitzt, würde jede Form von Bakterien wahrscheinlich unterhalb der Erdoberfläche im Marsboden leben.

Viking war die erste Weltraummission, die nach Leben auf einem fremden Planeten suchen sollte. Tatsächlich führte jedoch gerade der Umstand der damaligen Deutung der Daten zu einer langen Pause im Mars-Erkundungsprogramm.

Schon vor der jetzt publizierten Studie haben Wissenschaftler immer wieder auf Fehler in der einstigen Auswertung der Daten und sogar in der technischen Umsetzung des Experiments selbst hingewiesen:

Schon 2007 spekulierte der Astrobiologe Joop Houtkooper von der Universität Giessen darüber, dass Viking exotische Mikroben, deren Zellen auf Wasser und Wasserstoffperoxid (H2O2) aufgebaut seien, wodurch sie vor den Niedrigtemperaturen von bis zu -150 Grad Celsius geschützt seien, schlicht und einfach nicht erkannt haben könnten (...wir berichteten).

2009 befürchteten dann Wissenschaftler, dass organische Komponenten in den Erhitzungskammern des Viking-Landers aufgrund der erst 2008 im Marsboden nachgewiesenen und Hitze fördernden Perchlorate verbrannt haben könnten, noch bevor diese von den Sensoren überhaupt entdeckt werden konnten. Eine Befürchtung, die 2010 durch Experimente gestützt wurde

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Künstlerische Illustration des Einschlagsereignisses in der Chesapeake Bay vor rund 35 Millionen Jahren (Illu.). | Copyright: Nicolle Rager-Fuller, nsf.gov

Edinburgh/ Schottland - Tief im Erdinnern unter einem Krater, der vor 35 Millionen Jahren von einem Asteroiden geschlagen wurde, haben Wissenschaftler Kleinstorganismen entdeckt. Der Fund deutet daraufhin, dass ähnliche Krater auf dem Mars ein weiterer idealer Ort für die Suche nach Leben auf dem Roten Planeten wären.

Wie die Forscher um Charles Cockell von der University of Edinburgh aktuell im Fachmagazin "Astrobiology" berichten, entdeckten sie die Mikroben bei Bohrungen rund zwei Kilometer unterhalb eines der weltweit größten Einschlagskratern, dem Chesapeake-Bay-Krater an der Ostküste der USA.

Die Wissenschaftler glauben, dass die entdeckten Mikroorganismen ein Beweis dafür sind, dass derartige Einschlagskrater Mikroben ein Rückzugsgebiet bieten, in dem sie vor dem Einfluss sich verändernder Jahreszeiten aber auch vor Ereignissen wie extremen globalen Klimaveränderungen geschützt wären.

Anhand ihrer Entdeckung vermuten die Forscher, dass ähnliche Krater auch auf dem Mars Leben beherbergen könnten und dass entsprechend tiefe Bohrungen in den Untergrund des Roten Planeten auch dort ähnliche mikrobische Lebensformen zutage fördern könnten.

Während die Hitze eines entsprechenden Einschlagsereignissen für gewöhnlich jegliches Leben auf der betroffenen Oberfläche vernichtet, bieten Spalten und Risse im Felsgestein die Möglichkeit, dass Wasser und Nährstoffe Leben auch in großen Tiefen erreichen kann.

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In einer Marssimulationskammer simulieren die DLR-Wissenschaftler Atmosphärenzusammensetzung, Boden, Temperatur und solare Oberflächenstrahlung auf dem Planeten. Unter diesen Bedingungen wurde die Aktivität beispielsweise von polaren und alpinen Flechten untersucht. | Copyright: DLR (CC-BY 3.0)

Berlin/ Deutschland - 34 Tage lang haben Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) die Bedingungen auf dem Mars simuliert und diesen verschiedene Mikroorganismen ausgesetzt. "Die Flechten und Bakterien zeigten in diesem Zeitraum auch unter Marsbedingungen messbare Aktivitäten und betrieben Photosynthese", so das Ergebnis der Studie. Noch heute könnte es somit gerade in ökologischen Nischen Leben auf dem Mars geben.

Wie das Team um den DLR-Wissenschaftler Dr. Jean-Pierre de Vera berichtet, sind es vor allem Felsnischen, Fissuren und Ritzen des simulierten Marsbodens innerhalb derer sich die Mikroorganismen an die Umgebung anpassten. Dies könnte ein Hinweis darauf sein, dass durch solche Anpassungsstrategien Leben auch in den Nischen auf dem Mars möglich ist.

"Es sind Flechten aus den unwirtlichen Regionen der Erde, die ihre Überlebensfähigkeit auch unter Marsbedingungen bewiesen haben: Organismen aus bis zu 3500 Metern Höhe, in der Schweiz eingesammelt. Cyanobakterien und Flechten aus der Antarktis", erläutert die DLR-Pressemitteilung.

"In unserer Marssimulationskammer haben wir diese Proben dann mehr als einen Monat lang in einem Mars-Klima beobachtet", erläutert der Astrobiologe de Vera. Aus verschiedenen mineralischen Bestandteilen stellten die Forscher einen Marsboden her - die Kenntnisse dafür sammelten unter anderem die NASA-Marsrover "Opportunity" und "Spirit". In der Kammer selbst wurde die Marsatmosphäre geschaffen, die zu 95 Prozent aus Kohlendioxid sowie aus vier Prozent Stickstoff und Spurengasen wie Argon oder Sauerstoff besteht. Zudem sorgte ein Vakuumpumpsystem dafür, dass auf dem künstlichen Mars ein Luftdruck von lediglich sechs Millibar herrschte. So simulierten die Planetenforscher die geringe Atmosphäre auf dem Roten Planeten. Spezielle Strahlenquellen vom UV- bis Infrarotbereich ahmten die solare Oberflächenstrahlung auf dem Mars nach. Zudem mussten die Organismen Temperaturschwankungen von minus 50 Grad Celsius bis plus 23 Grad Celsius überstehen.

Das Ergebnis: "Die irdischen Mikroorganismen betreiben selbst unter diesen schwierigen Bedingungen Photosynthese", so de Vera. Das dafür notwendige Wasser entstehe jeweils am Morgen und am Abend eines Marstages, dann schlägt sich dicht über der Bodenoberfläche Feuchtigkeit nieder, die die Organismen aufnehmen. Gerade in den Bodennischen - in kleinen Rissen und Ritzen - erwiesen sich die Flechten als Überlebenskünstler: Sie passten sich an die künstliche Marsumgebung an und zeigten eine Aktivität, wie sie auch in ihrer natürlichen Umgebung, beispielsweise der Antarktis, erreicht wird. "Falls vor vier Milliarden Jahren auf dem Mars Leben entstand, könnte es also bis heute in Nischen im Marsboden überlebt haben."

Experimente, die Mikroorganismen den Bedingungen im Weltall aussetzen, finden bereits unter anderem auf der Außenseite der Internationalen Raumstation ISS statt (...wir berichteten). Mit den Versuchen in der Marssimulationskammer wollen die Wissenschaftler hingegen die spezifischen Bedingungen auf einem Planeten untersuchen. "Zudem haben wir jetzt die Möglichkeit, kontinuierlich zu beobachten, wann wie viel Aktivität bei den Flechten und Bakterien stattfindet."

"Dieser Langzeitversuch in der Marssimulationskammer und sein Ergebnis sind ein wichtiger Schritt", kommentiert Prof. Tilman Spohn, Leiter des DLR-Instituts für Planetenforschung, die Ergebnisse der Studie. "Denn damit wird das Leben auf dem Mars plausibler." Und dass es primitive Lebensformen wie Mikroorganismen sind, mit denen man diese Hypothese angeht, ist für den Planetenforscher nur selbstverständlich: "An der gesamten Biomasse haben Menschen oder Fauna nur einen ganz geringen Anteil - die Mikroorganismen hingegen machen mehr als 80 Prozent aus."

Die neuen Erkenntnisse der Berliner Wissenschaftler sind auch für zukünftige Missionen zum Mars eine deutliche Aufforderung: "Man muss extrem vorsichtig sein und keine irdische Lebensformen auf den Mars bringen", sagt de Vera. "Sonst könnte man damit den Planeten kontaminieren." Für die Astrobiologen bleibt allerdings noch eine weitere Frage: "Wir wissen: 34 Tagen könnten Flechten und Bakterien auf dem Mars überleben und aktiv sein. Aber können die Organismen auch über diesen Zeitraum hinaus bis zu Jahre oder gar Jahrhunderte unter Marsbedingungen leben? Diese Frage muss leider offen bleiben, da solche Zeiträume den experimentellen Rahmen übersteigen würden."

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Eiförmige Struktur im Innern eines Fragments des Tissint-Mars-Meteoriten. | Copyright/Quelle: Wickramasinghe, Wallis et al. / journalofcosmology.com

Buckingham/ England - Zwei englische Astrobiologen sind sich sicher, im Innern von Fragmenten eines Meteoriten vom Mars, der erst im vergangenen Juli über der marokkanischen Sahara niedergegangen war, Strukturen entdeckt zu haben, die sie für das Produkt einstiger Organismen halten. Dass es sich bei den eiförmigen Sphärulen um das Ergebnis einer Kontamination durch irdisches Leben handeln könnte, schließen die Wissenschaftler zugleich aus und sehen sich prompt scharfer Kritik der sonstigen Wissenschaftsgemeinde ausgesetzt.

Wie der schon für seine Theorien zur Panspermie, also der Herkunft des Lebens aus dem All, sowie für seine Interpretation des Phänomens des roten Regens im indischen Kerala im Sinne außerirdischer Organismen (...wir berichteten, s. Links) bekannte Astrobiologe Professor Chandra Wickramasinghe (ehemals Cardiff University) und der Doktorand Jamie Wallis und Kollegen vom Buckingham Centre for Astrobiology an der University of Buckingham aktuell im "Journal of Cosmology" (JOC) darlegen, entdeckten sie bei Untersuchungen der Fragmente des sogenannten Tissinit-Meteoriten mit dem Elektronenmikroskop in deren Innern eingebettet, eierförmige Sphärulen.

Der Tissint-Meteorit selbst stammt nachweislich vom Mars und wurde wahrscheinlich vor mehreren Millionen Jahren durch einen Einschlag vom Roten Planeten losgeschlagen.

Die Sphärulen, so Professor Wickramasinghe, sind reich an Kohlenstoff und Sauerstoff. Der Astrobiologe selbst zeigt sich in seinem Artikel davon überzeugt, dass es für die Kügelchen keine andere sinnvolle Erklärung gibt, als dass es sich um das Produkt eines einst lebendigen Organismus handelt.

Gegenüber der Internetseite "Skymania" (skymania.com) erläuterte Wickramasinghe, dass auch eine Kontamination mit einem irdischen Organismus ausgeschlossen werden könne da die Strukturen im Innern neu aufgebrochener Bruchstellen entdeckt wurden. "Es ist nicht nachvollziehbar, wie derartige kohlestoffreiche Partikel von einheitlicher Größe und Form in das Innere der Gesteinsstruktur gelangt sein könnte, ohne dass es sich um Relikte einer algenartigen Spezies handelt."

"Alles deutet darauf hin, dass die Strukturen, die wir gefunden haben, Beweise für Leben auf dem Mars sind", so Wallis. "Die Kugeln könnten möglicherweise Überbleibsel von Polysaccharid-Schalen sein, wie sie Algenzellen umgeben."

Wie "Skymania" weiterhin berichtet, zeigen sich andere Astrophysiker gegenüber der Interpretation von Wallis und Wickramasinghe skeptisch. Vor dem Hintergrund der allgemeinen Kritik an der Seriosität des "Journal of Cosmology" (der skeptische Blogger und Biologe PZ Myers behauptet beispielsweise, dass das JOC überhaupt kein Fachjournal sei, sondern lediglich "...die Internetseite einer kleinen Personengruppe, die von den Ideen von Sir Fred Hoyle, dem Begründer der Panspermie-Theorie, und seinem Schüler Wickramasinghe fasziniert" sei), kommentiert etwa Dr. Fin Stuart, der an der University of Glasgow die offiziellen Analysen zahlreicher Tissint-Fragmente koordiniert, die Studie der Astrobiologen aus Buckingham mit den Worten: "Grundsätzlich liegt Messlatte für Beweise für Leben auf dem Mars sehr hoch und das Ergebnis dieser Studie erfüllt diese Kriterien nicht."

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Aufnahme der Opportunity-Panoramakamera (Pancam) der 1 - 1,5 cm breiten und 50 cm langen Gipsader 'Homestake'. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Cornell/ASU

Ithaca/ USA - Am Rande des Meteoriten-Einschlagkraters Endeavour hat der Mars-Rover Opportunity Ende 2011 tatsächlich Gipsadern im Boden entdeckt (...wir berichteten). Dies bestätigt nun eine aktuelle Studie der Vorort-Analyse des Fundes. Zumindest auf der Erde wird Gips in Wasser mit einer Temperatur unterhalb von 60°C abgeschieden. Der Fund belegt damit, dass zumindest vorübergehend lebensfreundliche Bedingungen auf dem Mars vorgeherrscht haben müssen.

Der Endeavour-Krater hat einen Durchmesser von 22 Kilometern und ist damit sowohl von seiner Größe als auch von der Gesteinszusammensetzung des Kraterrandes mit dem Nördlinger Ries vergleichbar. Zudem ermöglicht er Forschern mittels der Rover den Zugang zu Gestein aus einer geologisch älteren Periode als der schwefelreiche Sandstein, der eine große Fläche um die Opportunity-Landestelle bedeckt.

Wie das Team um Steve Squyres an der Cornell Universität, an dem auch Geowissenschaftler um Dr. Christian Schröder von der Universität Tübingen beteiligt sind, aktuell im Fachmagazin "Science" berichten, identifizieren die Daten der Elementaranalyse des am Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz entwickelten Röntgenfluoreszenz-Spektrometers APXS (Alpha-Particle X-Ray Spectrometer) an Bord des Rovers, das aus dem Marsboden herausragende Gestein eindeutig als Gips. Damit bestätigte sich die Vermutung der Wissenschaftler, dass es sich bei dem Fund um den ersten "handfesten" Beweis für Wasser auf dem Mars handelt


Opportunity (Vdgr. Schatten) bei der Anfahrt auf die Gipsader (m.). | Copyright: NASA/JPL-Caltech

Wie die Pressemitteilung der Eberhard Karls Universität Tübingen (uni-tuebingen.de) erläutert, bildet sich Gips (CaSO4•2H2O) nur im Beisein von Wasser: "Es grenzt die Temperatur des Wassers auf maximal 60°C ein. Bei höherer Temperatur hätten sich andere Minerale wie z.B. Anhydrit, CaSO4, gebildet. Damit gab es am Rande des Endeavour-Kraters zumindest vorübergehend lebensfreundliche Bedingungen. Das Wasser zirkulierte durch Risse und Spalten im Gestein des Kraterrandes, nachdem dieser entstanden war. Die gleiche Quelle schwefelreichen Wassers hat wahrscheinlich auch zur Ablagerung des schwefelreichen Sandsteins an Opportunitys Landestelle beigetragen."

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Draufsicht auf die Marsebene Acidalia Planitia mit verzweigten dendritischen Abflusssystemen. | Copyright: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Berlin/ Deutschland - Aufnahmen der hochauflösenden Stereokamera HRSC an Bord der ESA-Raumsonde "Mars Express" zeigen Geländedetails der Marsebene Acidalia Planitia, In dieser Zone des Übergangs vom Marshochland in das nördliche Tieflandfinden finden sich auch zahlreiche Flusstäler. Einige dieser Täler weisen ein sogenanntes dendritisches Rinnenmuster auf, das in seiner Form an die gleichmäßigen Verzweigungen eines Baumes erinnert und durch Niederschlag, zum Beispiel in Form von Regen oder Schnee entsteht. Die Existenz dendritischer Abflusssystemen belegt ein weiteres Mal, dass der Mars früher zumindest zeitweise ein anderes, vermutlich wärmeres und feuchteres Klima hatte.

"Im nördlichen Teil der Aufnahmen sind vereinzelte Brüche in der Marskruste zu erkennen, die sich in die angrenzende Region Idaeus Fossae (außerhalb dieser Aufnahmen) fortsetzen", erläutert die Pressemitteilung des die HRSC-Kamera betreibenden Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR.de) und führt weiter aus:

"Aus diesen Brüchen könnte Wasser, das in Hohlräumen im Untergrund gespeichert war, ausgetreten sein. Im Westen der Szene, im oberen Bildabschnitt der Draufsichten, sind einige zehn bis zwanzig Kilometer große und von Sedimenten verfüllte Krater zu erkennen, aus denen die Flusstäler zum Teil direkt entspringen. Die Vermutung liegt nahe, dass die Kraterbecken einst mit Wasser gefüllt waren und Seen aufstauten. Im mittleren Abschnitt des Bildes fallen einige kleinere und sehr gut erhaltene Krater auf, die vermutlich erst nach dem Ende der Wasseraktivität entstanden und nicht von den Wassermassen angefüllt und abgetragen oder durch dort abgelagerte Sedimente verfüllt wurden."

Für Forscher sind solche Gebiete von großer Bedeutung, da die deutlichen Hinweise auf Kraterseen die Anwesenheit von Oberflächenwasser in der Marsgeschichte belegen: "Die Sedimente solcher Seen sind für astrobiologische Untersuchungen besonders interessant, da das Vorhandensein von Wasser über längere Zeiträume eine gute Voraussetzung für die Entwicklung von Mikroorganismen ist."

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Künstlerische Darstellung der Ankunft der derzeitigen Marsmission "Mars Science Laboratory" (MSL). | Copyright: NASA/JPL-Caltech

Washington/ USA - Anhand einer neuen Analyse von 11 Mars-Meteoriten haben US-Wissenschaftler stichhaltige Beweise dafür gefunden, dass auch auf dem Mars große Molekülketten, die Kohlenstoff und damit einen der elementaren Bausteine irdischen Lebens beinhalten, existieren. Derartige Makromoleküle selbst sind zwar nicht organischen Ursprungs, deuten aber dennoch daraufhin, dass sich komplexe organische Kohlenstoffchemie auf dem Mars abspielen konnte und kann.

Wie die Wissenschaftler der Carnegie Institution for Science in Washington, unterstützt durch die NASA, aktuell im Fachmagazin "Science Express" berichten, handelt es sich um Moleküle von sogenanntem reduziertem Kohlenstoff, der sich entweder an Wasserstoffmoleküle oder sich selbst bindet.

"Diese Entdeckung zeigt, dass reduzierte Kohlestoffmoleküle auf dem Mars während dessen ganzer planetaren Geschichte eingelagert wurde und diese Prozesse ähnlich abliefen wie auf der frühen Erde", so der Hauptautor der Studie Andrew Steele. "Ein Verständnis über das Entstehen dieser nicht-biologischen, kohlenstoffreichen Makromoleküle auf dem Mars ist für die zukünftige Lebenssuche auf unserem Nachbarplaneten von grundlegender Bedeutung."

Die Entdeckung von Molekülen mit großen Ketten aus Kohlen- und Wasserstoff auf dem Mars selbst gehört zu den Hauptzielen derzeitiger Marsmissionen. Derartige Moleküle wurden zwar schon zuvor im Innern von Marsmeteoriten entdeckt, doch konnte bislang noch nicht eindeutig bestimmt werden, ob der Kohlenstoff darin tatsächlich vom Mars selbst oder von irdischer Kontamination stammt.

Da die großen Kohlenstoffkomponenten in Körnern kristallisierter Mineralien im Innern von 10 der 11 untersuchten Meteoriten unterschiedlichen Alters von bis zu 4,2 Milliarden Jahren gefunden wurden und wahrscheinlich durch vulkanische Aktivitäten entstanden sind, beheben die Ergebnisse der neuen Analysen nun diese Unsicherheit und beweisen, dass auch der Mars organischen Kohlenstoff hervorbringen kann.


Archiv: Der Mars-Meteorit "ALH 84001". | Copyright: NASA/JSC/Stanford University

Zu den untersuchten Mars-Meteoriten gehört auch "ALH 84001" in dessen Innern Wissenschaftler Mitte der 1990er Jahre fossile Mars-Mikroben entdeckt haben wollten (s. Abb.) - eine Interpretation, die von zahlreichen Wissenschaftlern umgehend in Frage gestellt wurde und seither immer wieder für kontroverse Diskussionen sorgt (...wir berichteten, s. Links).

"Auch wenn unsere Studie zwar noch keinen Beweis dafür erbringt, dass der Mars früher oder sogar heute noch Leben hervorgebracht hat, so beantwortet sie dennoch einige wichtige Fragen über den Ursprung organischen Kohlenstoffs auf dem Mars", so Mary Voytek, Direktorin des "Astrobiology Program" der NASA. "Die Ergebnisse können auch dazu beitragen, die Arbeit des Rovers 'Curiosity' im Rahmen der Mission 'Mars Science Laboratory' (MSL, s. Abb. o.), der im kommenden August auf dem Roten Planeten landen soll, noch genauer auf bestmögliche Orte zur Suche nach den organischen Komponenten abzustimmen."

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Blick auf den östlichen Rand der Mars-Tiefebene Argyre Planitia (v.r.), mit dem "Smiley"-Krater "Galle" im Hintergrund. | Copyright: NASA

Palo Alto/ USA - Noch heute künden gewaltige Krater in der Marsoberfläche von Einschlägen besonders großer Asteroiden bzw. Meteoriten und/oder Kometen vor Jahrmilliarden. Diese Einschläge, so schlussfolgern US-Forscher in einer aktuellen Studie, könnten den Roten Planeten genügend aufgewärmt haben, um den heute wieder kalten und trockenen Mars einst warm, feucht und damit lebensfreundlich gemacht zu haben.

Die größten Einschlagskrater in der Marskruste entstanden vor rund 3,7 bis 4,1 Milliarden Jahren. Zu ihnen zählt etwa das Becken der Tiefebene Argyre Planitia, ein einstiger Krater mit einem Durchmesser on 1.140 Kilometern, der vor 3,8 bis 3,9 Milliarden Jahren von einem 100 bis 200 Kilometer großen Objekt geschlagen wurde. Die Entstehungszeit dieser gewaltigen Krater stimmt erstaunlich genau mit der von ausgedehnten und verzweigten, heute ausgetrockneten Flusstälern und Canyons überein.

Wie die Planetenwissenschaftler Teresa Segura von der privaten Weltraumfirma "Space Systems/Loral" und ihre Kollegen Christopher McKay und Owen Toon aktuell im Fachmagazin "Icarus" berichten, übertraf der den Argyre-Krater verursachende Einschlag mit der Kraft von rund 100 Milliarden Megatonnen TNT die Energie jeglicher Atombomben und selbst jener des Asteroiden, dessen Einschlag vor rund 65 Millionen Jahren für das Aussterben der Dinosaurier verantwortlich gewesen sein soll, um ein Vielfaches.

Entsprechend, so die aktuelle Studie, hätten diese Ereignisse nicht nur die Oberflächentemperatur des Planeten um mehrere hundert Grad erhöht, sondern die Wärme wäre auch nicht so schnell wieder verflogen. Stattdessen könnte die gewaltige Erwärmung einhergehend mit den bei den Einschlägen freigesetzten Treibhausgasen sogar zu einem unkontrollierten Treibhauseffet geführt haben, der den Mars auch auf lange Sicht auf angenehme Temperaturen erwärmt hätte.

Aufgrund ihrer Berechnungen für den Mars, erläutern die Wissenschaftler gegenüber dem NASA-Onlineportal "Astrobiology Magazine" (astrobio.net), dass "jeder erdartige Planet, also auch Venus und die Erde selbst aber auch ferne Exoplaneten, eine zeitweilige oder gar permanente, durch Treibhauseffekte bedingte Klimaerwärmung erlebt haben könnte, die durch entsprechen gewaltige Einschläge hervorgerufen wurden."


Die Lage und Topografie von Argyre Planitia, östlich davon deutlich erkennbar: Der Galle-Krater. | Copyright: Public Domain

Während der Mars durch einen derartig induzierten und unkontrollierten Treibhauseffekt sich sogar so sehr aufgeheizt hätte, dass flüssiges Wasser an der Oberfläche verdampft wäre, so hätte sich diese Hitze aber auch wieder abgekühlt. Ultraviolettes hätte dann zusehends dazu geführt, dass die Marsatmosphäre ihr Wasser ins All verloren und sich der Rote Planet weiterhin abgekühlt hätte. Trotz dieses Vorgangs wäre der Mars jedoch wahrscheinlich für eine sehr lange Zeit angenehm temperiert geblieben, sodass sich auch ein Wasserkreislauf mit Regen bilden konnte, der dann Flüsse und Seen auf dem Mars entstehen ließ.

Wie lange eine solche Phase in Folge von Einschlägen jedoch angedauert haben könnte, geht aus den Ergebnissen der Studie noch nicht hervor. Die Forscher vermuten allerdings, dass der Mars auf diese Weise mindestens mehrere Jahrhunderte warm und feucht geblieben wäre.

Ängste vor einem durch einen vergleichbaren heutigen Einschlag ausgelösten unkontrollierbaren Treibhauseffekt, seien jedoch aus einem sehr einfachen Grund unbegründet, erläutert Segura: "Zwar können entsprechende Einschläge derartige Auswirkungen haben. Wenn die Erde aber von einem dafür notwendig großen Objekt - wie es einst auch den Argyre-Krater geschlagen hatte - getroffen werden würde, so bliebe auf der Erde wahrscheinlich niemand mehr übrig, der sich über den darauf folgenden Treibhauseffekt Sorgen machen könnte..."