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Fossile Wirbelsäule auf dem Mars? | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Malin Space Science Systems

Pasadena (USA) - In der Diskussion um Leben auf dem Mars kommt nicht nur unter Laien sondern auch bei einigen Wissenschaftlern immer wieder die Hoffnung auf, dass Missionen wie die der derzeitigen mobilen Laboreinheit "Curiosity" nicht nur Hinweise auf einstiges oder gar heute noch aktives Leben in Form von organischen Verbindungen sondern auch eindeutige Fossilien von Mikroorganismen finden könnte. Dieser Wunsch könnte sich nun weit mehr als übererfüllt haben - zeigen Aufnahmen des Rovers doch eine merkwürdige Struktur aus dem Marsboden herausragen, die deutlich an eine Wirbelsäule erinnert. Versteinerte Überreste einer höher entwickelten Marskreatur oder doch nur wieder ein Fall von sogenannter Pareidolie, wenn das menschliche Hirn versucht, bekannte Objekte und Bilder in eigentlich chaotischen Strukturen, wie Wolken oder Gesteinsformationen zu erkennen?

Tatsächlich hätten Paläontologen an einem solchen Fund zumindest auf den ersten Blick sicherlich ihre große Freude - würde diese Struktur aus irdischem und nicht aus dem Marsboden herausragen.


Zum Vergleich: In Schritten freigelegte, versteinerter Saurierwirbelsäule... | Copyright/Quelle: LWL.org


...und den Schwanzwirbeln eines Sauropoden. | Copyright: unbek.


Eine weitere Aufnahme der "Mars-Wirbel". | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Malin Space Science Systems


Detailvergrößerung

Was nun auf den Aufnahmen vom Mars zu sehen ist, dürfte ganz sicherlich noch Inhalt hitziger und kontroverser Diskussionen werden. Bekannt ist bislang nur, dass die Aufnahmen von der sogenannten rechten "Mastcam" an Bord des Marsrovers "Curiosity" der aktuellen NASA-Mission "Mars Science Laboratory" (MSL) stammen, die am sogenanten "Sol 109", also dem 25. November 2012, in der Nähe der sogenannten "Rocknest"-Formation im Gale-Krater gemacht wurden.

Ragen hier die fossilen Überreste eines "Mars-Dinos" aus dem Boden oder handelt es sich erneut um einen Fall kurios erodierter Steine und es ist nur unser Gehirn, das darin eine recht irdisch wirkende Wirbelsäule eine zu erkennen glaubt...? Ein offizieller NASA-Kommentar zu den Aufnahmen liegt bislang noch nicht vor.

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Das größtenteils unter "junger" Lava verborgene Kanalsystem Marte Vallis in der Elysium-Region des Mars. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: NASA/MOLA Team/Smithsonian

Washington (USA) - Neue Karten des Untergrunds der Marsoberfläche offenbaren zum ersten Mal gewaltige, heute verschüttete, jedoch vergleichsweise "junge" Kanäle, die einst von gewaltigen Fluten in den Roten Planeten gegraben wurden. Die Entdeckung im Marstal Marte Vallis widerspricht dem sonstigen Bild von einem seit rund 2,5 Milliarden Jahren trockenen und kalten Planeten.

Wie die Forscher verschiedener NASA-Institutionen um Gareth A. Morgan von der Smithsonian Institution aktuell im Fachmagazin "Science" berichten, erhoffen sie sich von dem Studium der geologisch noch relativ "jungen" Kanäle in den Ebenen der Marsregion Elysium Planitia neue Erkenntnisse über die jüngste hydrologische Aktivität auf dem Planeten.

In Folge extensiven Vulkanismus während der vergangenen mehreren hunderte von Jahrmillionen, bedeckte vergleichsweise junge Lava den größten Teil der Elysium-Region und verbarg damit zugleich Beweise der letzten geologischen Geschichte der Region und damit auch die Quelle und den größten Teil des Verlaufs des rund 1.000 Kilometer langen Kanalsystems Marte Vallis.


Grafische Rekonstruktion der Entstehung der Kanäle des Marte Vallis (Illu.). (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: Smithsonian/NASA

Obwohl Marte Vallis eine ähnliche Morphologie wie urzeitliche Kanalsysteme an anderen Orten auf dem Mars aufweist, die einst von katastrophalen Ausbrüchen von Grundwasser erzeugt wurden, so ist bis heute aufgrund der dicken Lavadecke über dieses Marstal erst sehr wenig bekannt.

Anhand von Daten des in den Boden vordringenden Shallow-Radar-Instruments an Bord der NASA-Sonde "Mars Reconnaissance Orbiter" (MRO) konnten die Forscher nun eine 3D-Ansicht des verborgenen Kanalnetzwerks erstellen. Anhand dieser Daten konnten die Forscher nun auch erstmals zurückverfolgen, dass die Quelle der einstigen Fluten in dem heute ebenfalls teilweise vergrabenen das Furchen-System Cerberus Fossae lag.

"Unsere Entdeckung zeigt zudem, dass ein großer Teil der Erosion bislang unterschätzt wurde und dass die Tiefe der Kanäle tatsächlich mindestens doppelt so tief ist, wie bislang vermutet", erläutert Morgan. "Die Quelle dieser Fluten legt nahe, dass sie einem gewaltigen Grundwasser-Reservoir entsprungen sind und von lokaler tektonischer oder vulkanischer Aktivität freigesetzt wurden. Diese Arbeit zeigt, wie wichtig die Erkundung mit Radar für das Verständnis darüber ist, wie Wasser einst die Oberfläche des Mars geformt hat."

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Blick auf die jetzt analysierten An- und Kernbohrungen der mobilen Laboreinheit "Curiosity" im Marskrater Gale. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Cornell/MSSS

Washington (USA) - Schon die Analyse der ersten Gesteinsbeprobung des Mars-Rovers "Curiosity" hat eines der Hauptziele der Mission "Mars Science Laboratory" (MSL) erfüllt, indem nun nachgewiesen werden kann, dass der urzeitliche Mars eine lebensfreundliche Umwelt für Mikroben gewesen sein könnte.

In den analysierten Proben aus Sedimentgestein in der Nähe eines einstigen Bachlaufs im Marskrater Gale konnten die Forscher um den MSL-Chefwissenschaftler Michael Meyer vom "Mars Exploration Programm" der NASA Schwefel, Stickstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Phosphor und Kohlenstoff - und damit eine ganze Reihe der chemischen Grundlagen des Lebens, wie wir es von der Erde kennen, nachweisen.

"Eine der fundamentalen Fragen dieser Mission ist die, ob auf dem Mars einst lebensfreundliche Bedingungen aufrecht erhalten werden konnten", so Meyer. "Soweit wir dies derzeit und anhand der nun vorliegenden Analyseergebnisse sagen können, ist die Antwort darauf ja".

Die Ergebnisse der Analysen der Instrumente "Sample Analysis at Mars" (SAM) und "Chemistry and Mineralogy" (CheMin) legen demnach nahe, dass der Ort der Beprobung, der von den NASA-Wissenschaftlern als "Yellowknife Bay" bezeichnet wird, einst am Rande eines urzeitlichen Flusssystems oder an einem feuchten periodisch vorhandenen See lag - eine Umgebung also, die die chemische Energie und andere lebensfreundliche Bedingungen für Mikroben geliefert haben könnte.

Das Gestein selbst besteht aus feinkörnigem Schlammstein, der Tonminerale, Sulfate und andere Chemikalien beinhaltet. Zudem sei diese "einst derart feuchte Umgebung im Gegensatz zu anderen Orten auf dem Mars, weder stark oxidieren, noch säurehaltig oder gar extrem salzig gewesen", so die Forscher.

Der Ort, an dem Curiosity die Proben entnommen hatte, liegt also offenbar innerhalb eines Netzwerks aus Bach- und Flussläufen, die sich vom Kraterrand aus ergossen haben. Das Grundgestein besteht ebenfalls aus feinkörnigem Schlammstein und zeigt Belege für mehrere Feuchtperioden – darunter geologische Knollen und Adern.

"Tonminerale machen mindestens 20 Prozent der Zusammensetzung der untersuchten Probe aus", erläutert der Hauptuntersucher des CheMin-Teams David Blake vom Ames Research Center der NASA. Diese Tonminerale sind das Produkt der Reaktion von Wasser mit den vor Ort vorhandenen Mineralen wie beispielsweise Olivin, das sich auch im Sedimentgestein findet. Diese Reaktion hätte innerhalb der Sedimentablagerungen, während des Transports der Sedimente oder schon innerhalb der Quelle der Sedimente stattgefunden haben können. Die Anwesenheit von Kalzium gemeinsam mit den Tonerden legt zudem nahe, dass der Boden entweder neutral bis leicht alkalisch ist.

Die Forscher selbst waren überrascht, eine Vermischung von oxidierten, weniger oxidierten und überhaupt nicht oxidierten Chemikalien und damit eine Energiegrundlage für Mikroben zu finden, wie sie auf der Erde einer Vielzahl von Mikroorganismen als Lebensgrundlage dienen würde.

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Künstlerische Darstellung des ExoMars-Rovers (Illu.). | Copyright: ESA

Paris (Frankreich) - Gemeinsam mit der russischen föderalen Raumfahrtagentur Roskosmos hat die Europäische Weltraumorganisation ESA eine förmliche Vereinbarung zur Zusammenarbeit beim Programm "ExoMars" unterzeichnet, innerhalb dessen zwei Missionen, die eine 2016, die andere 2018, zum Roten Planeten aufbrechen und dort nach Spuren einstigen oder sogar heute noch vorhandenem Leben suchen sollen.

Für die Raumfahrtorganisationen gehört die Frage, ob auf dem Mars jemals Leben existiert hat, zu den "großen wissenschaftlichen Unterfangen unserer Zeit", weswegen auch die wissenschaftlichen Zielsetzungen von ExoMars ganz im Zeichen dieser Fragestellung stehen sollen.

"Beide Partner haben sich auf eine ausgeglichene Verteilung ihrer Verantwortlichkeiten für die verschiedenen Bestandteile der Missionen geeinigt, erläutert die ESA-Pressemitteilung." Die ESA wird für die Mission 2016 den Spurengasorbiter (TGO) und das Eintritts-, Abstiegs- und Landedemonstrationsmodul (EDM) und für die Mission 2018 den Modulträger und den Rover bereitstellen, während Roskosmos bei der Mission 2018 für das Abstiegsmodul und die Oberflächenplattform verantwortlich zeichnet und außerdem für beide Missionen die Trägerraketen zur Verfügung stellen wird. Darüber hinaus werden beide Partner wissenschaftliche Instrumente entwickeln und eng bei der wissenschaftlichen Auswertung der Missionen zusammenarbeiten.

Mit den ExoMars-Missionen sollen zugleich auch wichtige, von europäischen Unternehmen entwickelte Technologien in der Praxis erprobt, wie etwa für die Landung, den Roverbetrieb, Bohrungen und die Entnahme von Proben, die einen wichtigen Schritt hin zur nächsten großen Etappe in der robotischen Exploration des Mars darstellen - die Rückführung von Bodenproben zur Erde.


Künstlerische Darstellung des Spurengasorbiters der ExoMars-Mission (Illu.). | Copyright: ESA

Zunächst soll 2016 die Mission aus zwei von der ESA bereitzustellenden Komponenten, dem TGO und dem EDM, zusammen. "Der TGO wird nach Spuren von Methan und anderen atmosphärischen Gasen suchen, die Rückschlüsse auf aktive biologische oder geologische Prozesse ermöglichen könnten. Der Orbiter wird außerdem als Datenrelais für die Mission 2018 eingesetzt. Das EDM soll auf dem Mars aufsetzen, um die Funktionsfähigkeit von Schlüsseltechnologien für die Mission 2018 unter Beweis zu stellen."

Der von der ESA zu liefernde ExoMars-Rover der Mission soll dann nach dem Start 2018 die Planetenoberfläche nach Spuren von gegenwärtigem oder früherem Leben abtasten. Als erster Mars-Rover kann er Bohrungen von bis zu zwei Metern Tiefe und die Entnahme von Proben ausführen, die von den extremen Bedingungen der Oberfläche abgeschirmt werden, deren Strahlung und oxidierende Substanzen organische Verbindungen leicht zerstören können. Dieser Rover wird mit einem russischen Abstiegsmodul ausgesetzt, das auch eine Oberflächenplattform mit weiteren wissenschaftlichen Instrumenten umfasst.

"Für ExoMars ist dies ein bedeutsamer Tag. Nun werden europäische und russische Unternehmen und Wissenschaftler zusammenarbeiten, um diese beiden außergewöhnlichen Missionen auf den Weg zu bringen, die nicht nur die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Industrie vor Augen führen werden, sondern auch einen wichtigen Schritt zur Vorbereitung einer signifikanten Teilnahme der ESA an künftigen internationalen Explorationsmissionen darstellen, und um neue Antworten auf die zentrale Frage zu finden, ob es jemals Leben auf dem Mars gegeben hat“, so ESA-Generaldirektor Jean-Jacques Dordain.

"Bis hierhin war es ein langer Weg und wir haben bereits viel gemeinsam geleistet. ExoMars wird vom Umfang her nach dem Programm für die Sojus-Startanlagen in Kourou an zweiter Stelle stehen. Es ist ein weiteres Beispiel dafür, dass Vorhaben von so riesigem Ausmaß im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit bewerkstelligt werden müssen. Die wissenschaftlichen Daten, die wir von den geplanten Missionen erwarten, werden für die ganze Welt von Bedeutung sein", erklärte Roskosmos-Leiter Popowkin.


Die Unterzeichnung der ExoMars-Verträge durch den ESA-Generaldirektor Jean-Jacques Dordain und Roscosmos-Chef Vladimir Popovkin am 14. März 2013 in Paris. | Copyright: ESA

Während ESA und Roskosmos Führung der beiden Mission übernehmen, wird aber auch die NASA wichtige Beiträge zu ExoMars leisten, nämlich das Electra-UHF-Funkpaket für den TGO, Unterstützung bei der Telekommunikationsverbindung in der Nähe des Mars sowie technische Unterstützung beim EDM.

Finanziert wird ExoMars von 13 ESA-Mitgliedstaaten (Österreich, Belgien, Dänemark, Frankreich, Deutschland, Italien, den Niederlanden, Norwegen, Portugal, Spanien, Schweden, der Schweiz und dem Vereinigten Königreich) sowie von Kanada. Dabei ist Italien größter und das Vereinigte Königreich zweitgrößter Beitragszahler. Die Mitgliedstaaten stellen ferner wissenschaftliche Instrumente für ExoMars zur Verfügung. Für den TGO der Mission 2016, die schon im Januar starten soll, sind dies das von Belgien zu liefernde Infrarot- und Ultraviolett-Spektrometerpaket NOMAD und die hochauflösende Schweizer Farbstereokamera CaSSIS. Italien wiederum leitet die Entwicklung der DREAMS-Messstation für das EDM zur Untersuchung der Umgebungsbedingungen.

Der Rover der Mission 2018 wird unter anderem über die britische sogenannte "PanCam" verfügen, einem hochauflösenden Weitwinkelkamerasystem. Für Nahaufnahmen steht die Schweizer CLUPI-Kamera zur Verfügung. Das französische WISDOM-Radar wird für Bodensondierungen zuständig sein und der von Italien zu liefernde Bohrer "Ma_MISS" umfasst ein für Bodenuntersuchungen integriertes miniaturisiertes Infrarot-Spektrometer. Ebenfalls auch Frankreich stammt "MicrOmega", ein abbildendes Spektrometer für sichtbares und Infrarotlicht während das spanische "RLS", ein Raman-Spektrometer darstellt. Deutschland und die USA liefern mit MOMA, einen neuartigen Detektor für organische Moleküle.

grenzwissenschaft-aktuell.de
Quelle: ESA

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Bild 1: Farbansicht des Armina-Kraters und seines "Zwillings". (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Berlin (Deutschland) - Aufnahmen der europäischen Sonde "Mars Express" vom 4. Januar 2013 zeigen Vertiefungen im Zentrum zweier Einschlagskrater auf dem Mars, die - so vermuten die Wissenschaftler der europäischen Raumfahrtagentur ESA, einst wahrscheinlich durch unterirdische Dampfexplosionen verursacht wurden. Die "Zwillingskrater" befinden sich in der Region Thaumasia Planum, einer Hochebene, die sich südlich an die Valles Marineris, den größten Canyon des Sonnensystems, anschließt.

- Bei der folgenden Meldung handelt es sich um einen Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, DLR.de

Der nördliche (rechte) große Krater auf Bild 1 trägt den Namen Arima, benannt nach einer Stadt auf der Insel Trinidad. Der weiter südlich gelegene, fast gleich große (linke) Krater erhielt noch keinen Namen. Beide haben einen Durchmesser von etwas mehr als 50 Kilometer und weisen komplexe Strukturen auf.


Bild 2: Perspektivische Ansicht eines Kraters in Thaumasia Planum. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Der südliche der beiden Krater wird hier außerdem in perspektivischer Ansicht dargestellt (Bild 2). Bei dieser Betrachtung werden die komplexen Strukturen des Kraters in all ihren Details sichtbar. So reihen sich zum Beispiel mehrere gestaffelte Terrassen in den über zweitausend Meter hohen Kraterwänden vom oberen Rand bis zum flachen Kraterboden hin aneinander. Bei Kratern dieser Dimension ist dies häufig zu beobachten. Wenn das Ereignis des Asteroideneinschlags vorüber ist, sind die zu einem Kraterrand aufgetürmten, in diesem Fall mehrere Kilometer hohen Auswurfmassen noch instabil und sacken entlang von konzentrischen, parallel zum Kraterrand verlaufenden Schwächezonen ins Kraterinnere nach.

Am auffälligsten sind jedoch die zentralen Vertiefungen in beiden großen Kratern. Diese Vertiefungen könnten auf starke unterirdische Dampfexplosionen zurückgeführt werden, die sich möglicherweise schon während der rasch ablaufenden Vorgänge der Kraterbildung ereignet haben.

Wenn ein großer Asteroid auf die Oberfläche eines Planeten auftrifft, wird ein beträchtlicher Teil der Bewegungsenergie in Wärme umgewandelt. Die schnelle Erwärmung von unter der Oberfläche eingeschlossenem Wasser oder Eis kann zu heftigen Dampfexplosionen führen, die ein solches Loch im Zentrum des Kraters aufreißen, wo die Wärmeenergie am höchsten konzentriert ist.

Die darüber liegende Gesteinskruste wird dadurch aufgebrochen, kollabiert dabei ins Innere des entstandenen Hohlraums oder wird vollständig abgesprengt, und es bildet sich eine von Geröll umgebene Vertiefung im Zentrum des Hauptkraters, wo ein Großteil der Aufprallenergie abgegeben wird.


Bild 3: Topographische Bildkarte der beiden Krater in der Region Thaumasia Planum. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Obwohl die beiden großen Krater etwa den gleichen Durchmesser aufweisen, unterscheiden sich die zentralen Vertiefungen in Größe und Tiefe. Dies ist auf der topographischen Bildkarte (Bild 3) besonders deutlich zu sehen. Möglicherweise wurde bei der Bildung des linken (südlichen) Kraters mehr Energie umgesetzt, so dass das Eis unter der Oberfläche schneller verdampfte, oder es war von Vorneherein mehr Eis vorhanden, so dass die Explosion heftiger ausfiel.

An den Auswurfdecken vieler umliegender kleinerer Krater ist zu erkennen, dass auch dort zum Zeitpunkt des Einschlags Wasser oder Eis unter der Oberfläche vorhanden gewesen sein muss. Um diese Krater finden sich Auswurfdecken, die bei der Kraterbildung abgelagert wurden und deren Ränder die Umrisse von Blütenblättern haben. Marsgeologen bezeichnen solche Krater als "Rampart-Krater" (Rampart, engl. für Wall oder Barriere). Diese Strukturen sind auf das im hinausgeschleuderten Material eingeschlossene Wasser zurückzuführen, das zur Entstehung von Fließformen entlang der Oberfläche geführt hat.

Einschlagskrater wie diese erlauben einen Blick in die Vergangenheit und beweisen in diesem Fall, dass in der Region Thaumasia Planum einst eine große Menge Wasser oder Eis unter der Oberfläche eingeschlossen war, das bei großen und kleinen Einschlägen freigesetzt wurde.

Die Aufnahmen mit der HRSC (High Resolution Stereo Camera) entstanden während Orbit 11.503 von Mars Express. Die Bildauflösung beträgt 19 Meter pro Bildpunkt (Pixel).

Das Kameraexperiment HRSC auf der Mission Mars Express der Europäischen Weltraumorganisation ESA wird vom Principal Investigator (PI) Prof. Dr. Gerhard Neukum (Freie Universität Berlin), der auch die technische Konzeption der hochauflösenden Stereokamera entworfen hatte, geleitet. Das Wissenschaftsteam besteht aus 40 Co-Investigatoren, die aus 33 Institutionen und zehn Nationen stammen. Die Kamera wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) unter der Leitung des PI entwickelt und in Kooperation mit industriellen Partnern gebaut (EADS Astrium, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena-Optronik GmbH). Sie wird vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof betrieben. Die systematische Prozessierung der Daten erfolgt im DLR. Die Darstellungen wurden vom Institut für Geologische Wissenschaften der FU Berlin in Zusammenarbeit mit dem DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin erstellt.

Quelle: dlr.de, esa.int

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Dieser Aufbruch im Marskrater Gale offenbart Kiesel als Reste eines urzeitlichen Gewässerlaufs auf dem Mars. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Tucson (USA) - Nur kurz nach der Landung der mobilen Laboreinheit "Curiosity" auf dem Mars, konnten die Wissenschaftler der NASA-Marsmission "Mars Science Laboratory" (MSL) auf schon eine erste sensationelle Entdeckung vermelden, deuteten zahlreiche Kiesel in einem Aufbruch im Mars-Krater Gale doch auf das mittlerweile ausgetrockneten Bett eines einstiges Wasserlaufs (...wir berichteten). Während anfänglich noch nach alternativen Erklärungsmodellen gesucht wurden, sind sich NASA-Wissenschaftler nach einer detaillierten Analyse der Kiesel nun ganz sicher, dass hier tatsächlich ein Teil eines urzeitlichen Mars-Bachlaufs freiliegt.

Wie das Team um Rebecca Williams vom Planetary Science Institute aktuell im Fachjournal "Science" berichtet, stimmen die Größen und Formen des in dem geologischen Aufbruch zu Tage tretenden Steinkonglomerats, dessen Größen von Sandkörnern bis hin zu etwa golfballgroßen Kieseln reicht, eindeutig mit jenen irdischer Bach- und Flussläufe überein.

Vor diesem Hintergrund war es den Forschern auch möglich, die Fließgeschwindigkeit des Marsgewässers und die Mindesthöhe des Baches zu berechnen und bestätigten damit die schon im vergangenen Herbst angestellten Berechnungen (...wir berichteten): "Der Bach floss mindestens mit Schrittgeschwindigkeit, also etwa einem Meter pro Sekunde und war Knöchel- bis Hüfttief", erläutert Williams.

"Diese Konglomerate sehen den Ablagerungen in irdischen Strombetten erstaunlich ähnlich (...) Etwas derartiges auch auf einem anderen Planeten zu finden, ist schon sehr aufregend und zugleich erfreulich."


Vergleich der Kiesel in alten Bachbetten auf dem Mars (l.) und auf der Erde (r.). | Copyright: NASA/JPL-Caltech/MSSS and PSI

Während die größeren Kiesel ungleich im Konglomerat verteilt sind, gibt es andere Stellen, an denen sich kieselreiche Lagen mit Schichten aus Sand abwechseln. Diese Struktur sei typischen für irdische Flussbettablagerungen und erbringe erneut einen weiteren Beweis dafür, dass auch auf dem Mars einst Bäche und Flüsse flossen. Zudem liegen viele der größeren Kiesel direkt aneinander - ein Zeichen dafür, dass sie gemeinsam mit der Strömung transportiert wurden. Auch gehen die Forscher davon aus, dass die Kiesel mindestens einige Kilometer weit im Gewässer transportiert wurden.

Anhand einer Analyse der Abrundungen der Kiesel sind sich die Forscher zudem sicher, dass es sich hier nicht nur um ein einmaliges Ereignis eines Ausbruchs etwa von Untergrundwasser gehandelt hatte. "Das war nicht nur ein einmaliger Ausfluss. Dieses Gewässer floss fortwährend. Ganz sicher mindestens mehrere Wochen oder Monate. Ganz genau können wir das aber nicht sagen", so Co-Autor Sanjeev Gupta vom Imperial College in London.

Obwohl es auch heute noch große Mengen an Wassereis auf dem Mars gibt, erlaubt die heutige dünne Atmosphäre kein längerwährendes flüssiges Wasser auf dem Roten Planeten. Die Entdeckung dieses urzeitlichen Bachlaufs beweist jedoch, dass zumindest der frühe Mars Bedingungen bot, unter denen Wasser lange Zeit in flüssiger Form an der Planetenoberfläche fließen und somit vielleicht auch die Grundlage für die Entstehung von Leben bilden konnte.

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Der einst offenbar von Wasser bedeckte Fels "Esperance". | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Cornell/Arizona State Univ.

Pasadena (USA) - Der Rover "Opportuniy" hat auf dem Mars erneut Tonmineralien entdeckt, die so wohl nur durch Kontakt mit pH-neutralem flüssigem Wasser entstanden sein konnten. "Dieses Wasser", so die NASA-Forscher auf einer Pressekonferenz, "hätten man sogar trinken können."

Schon im Dezember 2012 entdeckte "Opportunity" in einem von den Forschern als "Whitewater Lake" bezeichneten Felsen am sogenannten Matijevic Hill im Marskrater Edeavour mineralische Überreste von "Trinkwasser" (...wir berichteten).

Auch der erneute Fund vergleichbarer Mineralien in einem als "Esperance" bezeichneten Stein, der sich hell aus der sonstigen Umgebung abzeichnet, spricht eindeutig dafür, dass einst pH-neutrales Wasser durch besagte Gegend floss. "Dieses Wasser war sehr wahrscheinlich in seiner chemischen Zusammensetzung (pH-Wert, Säureanteil) eine geeignete Voraussetzung für präbiotische Chemie - jene Chemie also, die auch zur Entstehung von Leben führen könnte", kommentiert Steve Squyres, Opportunity-Wissenschaftler von der Cornell University die neue Entdeckung. Hier, so der Forscher weiter, habe es einst genau die Bedingungen gegeben, "von denen wir glauben, dass sie Grundvoraussetzung für das Leben sind."

Das pH-neutrale Wasser, so schätzen die Forscher, floss irgendwann innerhalb der ersten einen Milliarde Jahre der Marsgeschichte über die Region. Ohne jedoch Proben zur Erde zu bringen und hier in Labors ausführlich zu untersuchen, sei es nahezu unmöglich, diesen Zeitpunkt genauer zu bestimmen.

Die Tatsache, dass auch der aktuelle NASA-Marsrover "Curiosity" und damit die mobile Laboreinheit der Mission "Mars Science Laboratory" (MSL) nahezu genau auf der anderen Seite des Roten Planeten ähnliche Funde machen konnte, scheint die Hoffnung der Wissenschaftler zu stützen, wonach einst fast der gesamte Mars lebensfreundliche Bedingungen aufwies.


Nächste Haltestelle: "Solander Point". | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Cornell Univ./Arizona State Univ.

Das nächste Forschungsziel des seit 2004 auf dem Mars aktiven Rovers ist nun der sogenannte "Solander Point", ein etwa 55 Meter höher gelegener Nordhang an dem "Opportunity" auch seine Solarpaneele im bevorstehenden Winter auf der südlichen Marshemisphäre in Richtung Sonne ausrichten zu kann.

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Sogenannte "linear gullies" an Sanddünen im Marskrater Matara (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen). | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona

Pasadena (USA) - An zahlreichen Orten auf dem Mars zeigen hochauflösende Satellitenaufnahmen sich jahreszeitlich verändernde rinnenartige Spuren, die vornehmlich Kraterhänge hinabverlaufen. Was auf den ersten Blick wie von durch Wasser gegrabene Rinnen erscheint, kann in einigen Fällen aber auch andere Erklärungen haben. Eine weitere Art dieser Rinnen glauben NASA-Forscher nun ohne fließendes Wasser erklären zu können: Stücke aus Trockeneis gleiten demnach auf Gaspolstern die Hänge hinab.

Die sogenannten "linear gullies" haben die Forscher auf Aufnahmen der NASA-Sonde "Mars Reconnaissance Orbiter" (MRO) von Sanddünen im Marskrater Matara entdeckt. Im Gegensatz zu alten Gräben weisen diese Rinnen deutliche Jahreszeitliche Veränderungen auf - dehnen sich aus oder werden länger. Sie müssen also das Ergebnis aktueller dynamischer Prozesse auf der Marsoberfläche sein.

http://www.nasa.gov/mission_pages/MRO/mu...a/pia17079.html


Katalog der unterschiedlichen Mars-Rinnen | Copyright: NASA/JPL-Caltech/ASA/MSSS/UA

Im Gegensatz zu tatsächlichen Rinnen, die auf der Erde und an anderen Orten des Mars tatsächlich höchstwahrscheinlich von Wasser gegraben wurden und werden (...wir berichteten), weisen die nun von den Forschern um Serina Diniega vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA untersuchten Rinnen keine fächerartigen Materialablagerungen und Sedimentanschwemmungen an ihrem Ende auf. Stattdessen markieren hier kleine Gruben das Ende der Rinnen (s. Abb.). Das Material wurde also nicht von einer Schwemme nach unten gespült sondern vielmehr an die Seiten der Rinnen verdrängt, wie wenn man mit den Fingern Linien in Sand zeichnet.

Auf Aufnahmen der Kamera des "High Resolution Imaging Science Experiment" (HiRISE) haben die Forscher entdeckt, dass besagte Dünen während des dortigen Mars-Winters mit einer Schicht aus Kohlendioxid-Frost bedeckt sind. Durch den Vergleich von Vor- und Nachher-Aufnahmen der Rinnen zu unterschiedlichen Jahreszeiten konnten die Forscher bestimmen, dass sich die Rinnen jeweils im frühen Marsfrühling verändern. Auf einigen Aufnahmen sind auf und in den Rinnen zudem helle Objekte zu erkennen (s.Abb.b.: weißer Pfeil).


Beispiele der "linear gullies" im Detail (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen). | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona

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Zirrusartige Wolken ziehe über den Marshimmel, aufgenommen am 2. Oktober 2006 von NASA-Marsrover "Opportinity". Bislang glaubten Planetenforscher, dass diese Wolken kaum bis keinen Einfluss auf das Mars-Klima hätten. Eine aktuelle Studie belegt nun das Gegenteil. | Copyright: NASA/JPL/Texas A&M/Cornell

Pasadena (USA) - Daten der NASA-Sonde "Mars Reconnaissance Orbiter" belegen einen bislang unbekannten zweimal täglichen Temperatur-Zyklus auf dem Mars. Der Schlüssel zum Verständnis dieses Phänomens liegt in der ebenfalls bislang unerwarteten Erkenntnis, dass auch die zarten Wolken aus Wassereis in der oberen Marsatmosphäre das tägliche Klima des Roten Planeten beeinflussen.

"Wir können ein Temperaturmaximum auf dem Mars sowohl gegen Mittag als auch ein zweites etwa gegen Mitternacht nachweisen", erläutert Armin Kleinboehl vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA. "Dabei schwanken die Temperaturen bis zu 58 Grad Fahrenheit innerhalb dieses ungewöhnlichen Musters."

Mittels Messungen des "Mars Climate Sounder"-Instruments konnten die Forscher das unerwartete Klima-Muster nicht nur lokal sondern global und über das ganze Jahr verteilt nachweisen. Ihre Ergebnisse haben die Forscher aktuell im Fachjournal "Geophysical Research Letters" (DOI: 10.1002/grl.50497).

Die globalen Schwankungen von Winden, Temperatur und Druck bezeichnen die Forscher als "atmosphärische Gezeiten". Im Gegensatz zu den Gezeiten der Meere, die von der Anziehungskraft zwischen Erde und Monde verursacht werden, werden die atmosphärischen Gezeiten von den Unterschieden in der Aufwärmung eines Planeten durch Tag und Nacht hervorgerufen. Zwar hat auch die Erde atmosphärische Gezeiten, doch verursachen diese nur geringe Temperaturunterschiede in der tieferen Atmosphäre entfernt von der Oberfläche. Da die Marsatmosphäre jedoch gerade einmal ein Hundertstel so dicht ist, wie die der Erde, wirken sich hier die atmosphärischen Gezeiten viel stärker auf die gesamte Atmosphäre aus.

Schon in den 1970er Jahren hatten Sonden Hinweise auf das zweifache Gezeitenmuster geliefert, doch damals glaubten die Forscher, dass dieses Phänomen nur während der staubigen Marsjahreszeiten auftaucht, wenn die Sommersonne Staub in der Marsatmosphäre erwärmt.

"Wir waren überrascht, dass wir das regelmäßige Muster der Temperaturschwankungen nun auch in staubfreier Marsatmosphäre nachweisen konnten", so Kleinboehl. Während ein einfacher Zyklus - hervorgerufen durch die Unterschiede zwischen Tag und Nacht - auch auf dem Mars schon lange bekannt war, war uns zunächst die Ursache für den zweifachen Zyklus gänzlich unklar."

Die Antwort auf das Marsrätsel fanden die Forscher nun in Wassereis-Wolken auf dem Mars, die sich ebenfalls das ganze Jahr über in der Marsatmosphäre nachweisen lassen. Diese Wolken befinden sich über der Äquatorregion des Mars in einer Höhe von 10 bis 30 Kilometern über der Planetenoberfläche und absorbieren infrarotes Licht, das vom Marsboden tagsüber reflektier wird. Vergleichbar mit irdischen Zirruswolken, sind diese Wolken relativ durchscheinend. Dennoch genügt die Absorptionsrate dieser Wolken, um auch die mittlere Atmosphäre aufzuheizen.


Grafische Illustration der Arbeitsweise des "Mars Climate Sounder" an Bord der NASA-Sonde "Mars Reconnaissance Orbiter" (MRO). | Copyright: NASA/JPL-Caltech

Das beobachtete Muster der zweimaligen Temperaturmaxima konnten die Forscher dann auch anhand von Klimamodellen und Simulationen des Mars reproduzieren, in die die Wassereiswolken und ihre reflektiven Auswirkungen eingepasst wurden.

"Wir stellen uns den Mars meist als eine kalte und trockene Welt mit wenig Wasser vor. Tatsächlich gibt es aber sehr viel mehr Wasserdampf in der Marsatmosphäre als in der oberen Atmosphäre der Erde", erläutert Kleinboehl. "Wassereis-Wolken sind dafür bekannt, dass sie sich in Regionen mit kalten Temperaturen bilden. Bislang wurden jedoch die reflektiven Auswirkungen dieser Wolken nicht ausreichend beachtet. Jetzt wissen wir, dass wir - wie auf der Erde - auch die Struktur der Marswolken berücksichtigen müssen, wenn wir die Atmosphäre und das Klima des Mars verstehen wollen.

grenzwissenschaft-aktuell.de
Quelle: NASA / JPL

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Elektronenmikroskopaufnahme eines Schnittes eines 700 Millionen Jahre alten Marsmeteoriten. Deutlich werden die borhaltigen Adern aus Tonmineralien (s. Pfeil; 100 µm = der zehnte Teil eines Millimeters). | Copyright: Institute for Astronomy at the University of Hawaii at Manoa

Manoa (USA) - Astrobiologen haben im Innern eines Meteoriten vom Mars hohe Konzentrationen der Chemikalie Bor gefunden. In seiner oxidierten Form (Borate) hat Bor wahrscheinlich eine Schlüsselrolle bei der Entstehung der irdischen RNA (Ribonukleinsäure = RNS) gespielt - die in der biologischen Zelle für die Umsetzung von genetischer Information in Proteine zuständig ist, die wiederum die Grundlage der biologischen Zellstruktur und für lebensnotwendige biochemische Reaktionen sind.

Wie die Forscher um James Stephenson und Lydia Hallis vom University of Hawaii at Manoa NASA Astrobiology Institute (UHNAI) aktuell im Fachjournal "PLoS One" (DOI: 10.1371/journal.pone.0064624) berichten, wurde der Meteorit während der Meteoritensuche 2009-2010 in der Antarktis entdeckt und konnte aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung eindeutig als vom Mars stammend bestimmt werden.

Mit Hilfe des W. M. Keck Cosmochemistry Laboratory waren die Forscher in einem nächsten Schritt anhand einer Kleinstprobe in der Lage, feinste Tonadern im Innern des Marsmeteoriten zu analysieren. Nachdem die Wissenschaftler eine Kontamination durch irdisches Material ausschließen konnten, entdeckten sie, dass die Anteil an Bor in diesen Tonmineralien mehr als das Zehnfache der Menge betrug, wie sie bislang in Meteoriten gefunden werden konnte.

"Borate könnten eine wichtige Rolle für die Entstehung des Lebens auf der Erde gespielt haben, da sie Ribose stabilisieren, die sozusagen als Rückgrad der RNA fungiert", erläutert Stephenson. "Man geht davon aus, dass die RNA sozusagen der Vorläufer der DNA für das früheste Leben auf der Erde war."

Viele Wissenschaftler vermuten, dass die RNA das erste Molekül war, das Informationen speichern und an eine nächste Generation weiterreichen konnte - ein Schlüsselmechanismus der Evolution also.

In Abwesenheit dieser heute notwendigen Zuckerkomponente (Ribose) müssen die ersten RNA-Moleküle jedoch ohne deren Hilfe auf nonbiologischem Wege entstanden sein. Frühere Laborexperimente haben bislang gezeigt, dass ohne Borate die bereits auf der frühen Erde vorhandenen Chemikalien nicht in der Lage sind, Ribose entstehen zu lassen. Sind die Salze der Borsäure jedoch vorhanden, so wird Ribose geradezu spontan erzeugt und stabilisiert.

"Vor dem Hintergrund, dass Bor offenbar ein wichtiger Lebensbaustein ist, haben bereits zuvor Forscher vermutet, dass es auch in Meteoriten zu finden sein müsste", erläutert Stephenson. "Eine Überprüfung zeigte dann jedoch, dass dieser Frage bislang kaum Beachtung geschenkt wurde. Darüber war ich ebenso schockiert wie davon begeistert, da an unserer Universität die für eine solche Analyse notwendigen Instrumente vorhanden waren."

Während auf der Erde Borate in Sediment und Lehmablagerungen relativ häufig vorkommen, konnten derartige Ablagerungen bislang noch nie auf einem außerirdischen Körper entdeckt bzw. nachgewiesen werden. Die Entdeckung legt nun nahe, dass zu jener Zeit, als das Leben auf der Erde seinen Anfang nahm, Borate auch in Ablagerungen auf dem Mars konzentriert waren.

Die Bedeutung dieses Nachweises gehe, so die Forscher, jedoch weit über das Interesse am Roten Planeten hinaus. "Erde und Mars waren sich einst sehr viel ähnlicher als sie es heute sind. Nach und nach verlor der Mars seine Atmosphäre und damit auch sein Oberflächenwasser", kommentiert Hallis. "Aber urzeitliche Meteoriten haben die feinen Tonerden aus den deutlich feuchteren Zeiten in der Mars-Historie bewahrt. Wir vermuten, dass die Tonerden in dem Marsmeteoriten etwa 700 Millionen Jahre alt sind. Das Recycling der Erdkruste durch die Plattentektonik hat keine Hinweise auf derartige alte Tonerden auf unserem Planeten hinterlassen. Folglich könnten also die Mars-Tonerden wichtige Informationen auch über die Umweltbedingungen auf der frühen Erde liefern."

Die Anwesenheit urzeitliche boratereicher Tonerden auf dem Mars legt nahe, dass diese Tonerden auch auf der frühen Erde vorhanden waren. Boratereiche Tonerden wie die, die jetzt im Innern des Marsmeteoriten gefunden wurden könnten also sowohl auf der Erde als auch auf dem Mars ein idealer Entstehungsort für die Schlüsselmoleküle der Bausteine des Lebens gewesen sein.

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Das 1,3-Milliarden-Pixel-Panorama im Kleinformat. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Pasadena (USA) - Eine Panorama-Sicht mit mehr als einer Milliarde Bildpunkten (Pixel) auf den Aeolis Mons, den Zentralberg im Marskrater Gale, aufgenommen von der mobilen Laboreinheit "Curiosity" gibt Mars-Interessierten die Gelegenheit, den Roten Planeten vom Schreibtisch aus im Detail zu erkunden.

Insgesamt besteht das Bild aus 900 Aufnahmen der sogenannten "Mastcam" des Rovers, die zwischen dem 5. Oktober und dem 16. November 2013 aufgenommen wurden und steht auf der NASA-Internetseite zur interaktiven Erkundung zur Verfügung (s. Links).

Die Szene zeigt mit dem "Rocknest" den Ort der ersten Grabungen und Analysen des Rovers und reicht bis zum von der NASA als Mount Sharp bezeichneten Aeolis Mons am Horizont. Durch die Zoom-Funktion können sowohl der Gesamtkontext als auch kleinste Details des Mosaiks betrachtet werden.

http://mars.nasa.gov/multimedia/interactives/billionpixel/

http://photojournal.jpl.nasa.gov/jpeg/PIA16919.jpg



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Viking-1-Aufnahme des Mars. | Copyright: NASA

Oxford (England) - Unterschiede in der Zusammensetzung zwischen Marsmeteoriten und Gestein, das vom NASA-Marsrover "Spirit" auf dem Roten Planeten selbst untersucht wurde, können durch eine sauerstoffreiche Atmosphäre vor rund vier Milliarden Jahren erklärt werden. Zu diesem Schluss kommen britische Wissenschaftler und zeigen damit, dass atmosphärischer Sauerstoff auf dem Mars schon 2,5 Milliarden Jahre früher vorhanden war als auf der Erde.

Wie das Team um Professor Bernard Wood vom Oxford University's Department of Earth Sciences aktuell im Fachjournal "Nature" (DOI: 10.1038/nature12225) berichtet, verglichen sie Marsmeteoriten, die auf der Erde gefunden wurden mit den Analyseergebnissen der mobilen Labor- und Erkundungseinheit des NASA-Marsrovers "Spirit", von Gesteinsproben aus dem Marskrater Gusev.

Der Umstand, dass dortiges Oberflächengestein im Vergleich zu den auf der Erde gefundenen Marsmeteoriten etwa fünfmal reichhaltiger an Nickel ist, hatte Wissenschaftler bislang vor ein Rätsel gestellt und Zweifel aufkommen lassen, ob die Meteoriten tatsächlich ein typisches vulkanisches Produkt des Roten Planeten sind.

"Wir können zeigen, dass sowohl die Meteoriten als auch vulkanisches Oberflächenmaterial auf dem Mars mit der Zusammensetzung, wie wir sie im Marsinnern erwarten, übereinstimmten", erläutert Wood. "Allerdings stammt das Oberflächengestein aus einer deutlich sauerstoffreicheren Umwelt - möglicherweise hervorgerufen durch das Recycling von sauerstoffreichem Material im Planeteninnern."

Dieses Ergebnis sei erstaunlich, da die Meteoriten selbst geologisch betrachtet mit 180 bis 1.400 Millionen Jahren vergleichsweise jung sind und "Spirit" hingegen sehr altes Material von mehr als 3,7 Milliarden Jahren untersuchte.

Während es zwar möglich sei, dass sich die geologische Zusammensetzung des Mars von Region zu Region unterscheide, glauben die Forscher jedoch, dass es sehr viel wahrscheinlicher sei, dass die Unterschiede durch einen als Subduktion bezeichneten Prozess, bei dem Material im Planeteninnern recycelt wird, entstanden.

Die Wissenschaftler vermuten, dass die Marsoberfläche in der sehr frühen Geschichte des Planeten oxidiert war, das eben durch Subduktion dieses sauerstoffreiche Material in das Planeteninnere gelangte und von hier aus durch Vulkanausbrüche vor etwa 400 Millionen Jahren wieder an die Oberfläche gelangte.

Im Gegensatz dazu handele es sich bei den untersuchten Meteoriten dann um sehr viel jüngeres vulkanisches Gestein, dass aus tieferen Schichten des Planeteninneren stamme und somit auch deutlich weniger durch den Subduktionsprozess beeinflusst wurde.

"Es liegt also nahe, dass der Mars vor etwa vier Milliarden Jahren eine sauerstoffreiche Atmosphäre besaß. Da die Oxidation dem Mars seine Farbe verlieh, ist es wahrscheinlich, dass der 'Rote Planet' schon Milliarden Jahre lang feucht, warm und rostig war, bevor die Atmosphäre der Erde mit Sauerstoff angereichert wurde", so Wood abschließend.

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Quelle: ox.ac.uk

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Der Mars. | Copyright: NASA

Florenz (Italien) - Auf der Goldschmidt2013-Konferenz der European Association of Geochemistry und der Geochemical Society hat Professor Steven Brenner vom The Westheimer Institute for Science and Technology die neusten Belege für die Theorie vorgestellt, wonach das irdische Leben seinen Anfang auf dem Mars nahm, da der frühe Mars für die Entstehung von Leben sehr viel geeignetere Voraussetzungen geliefert habe als die frühe Erde. Elemente, die laut Meinung der Wissenschaftler für die Entstehung des Lebens notwendig waren, seien demnach nur auf dem Roten Planeten, nicht jedoch auf der jungen Erde vorhanden gewesen. Laut Benner soll die "Saat des Lebens" später dann mit Mars-Meteoriten auf die Erde gelangt sein.

Während alles Leben aus organischer Materie besteht, genüge es aber nicht, organischen Molekülen lediglich Energie zuzuführen, um daraus Leben entstehen zu lassen. Überlässt man organische Moleküle sich selbst, so werden sie stattdessen zu teerartigen Massen, erläutert Benner gegenüber den Zuhörern. Die oxidierte mineralische Form von Molybdän sehen einige Wissenschaftler hingegen als Katalysator dafür, dass sich organische Moleküle zu den ersten lebenden Strukturen formten.

"Diese stark oxidierte Form von Molybdän stand auf der frühen Erde jedoch nicht zur Verfügung als das erste Leben begann, da vor Milliarden von Jahren die Erdoberfläche kaum Sauerstoff besaß - die Oberfläche des Mars hingegen schon", so Benner.

Diesen Umstand sieht der Geochemiker als einen weiteren Belegt dafür, dass das Leben selbst vom Mars auf die Erde kam: "Bestimmte Elemente scheinen die Neigung organischer Materialien sich zu verändern, zu begünstigen - besonders Bor und Molybdän. Aus diesem Grund glauben wir, dass diese Elemente grundlegend für die Entstehung des Lebens waren. Analysen von Marsmeteoriten zeigten kürzlich, dass es auf dem Mars Bor gab (...wir berichteten) und wir glauben jetzt auch, dass die oxidierte Form von Molybdän auch auf dem frühen Mars existierte."

Zudem sei die Entstehung von Leben auf der jungen Erde erschwert worden, da diese großteils von Wasser bedeckt war, das die notwendigen Konzentrationen von Bor verhindert und zersetzend auf die Bildung von RNA und DNA gewirkt habe. Zwar habe es wahrscheinlich auch auf dem jungen Mars Wasser gegeben, doch seien hier deutlich weniger Landmassen von Wasser bedeckt gewesen.

Das Leben, so Benner, "ist wahrscheinlich auf dem Mars entstanden und kam mit Felsbrocken auf die Erde. (...) Wir können also von Glück sagen, dass 'wir' hier (auf der Erde) gelandet sind, da die Erde später zweifelsohne die deutlich besseren Umweltbedingungen für die weitere Entwicklung des Lebens entwickelt hatte als der Mars. Wären unsere hypothetischen marsianischen Vorfahren auf dem Mars geblieben, so könnten wir diese Geschichte hier wahrscheinlich gar nicht erst erzählen.

Sind wir also alle Mars-Menschen...?

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Archiv: Der Mars-Rover "Curiosity" im Einsatz. | Copyright NASA

Troy (USA) - In Bodenproben hat die mobile Laboreinheit "Curiosity" der aktuellen NASA-Mission "Mars Science Laboratory" (MSL) erstmals Wasser nachgewiesen. Das kostbare Nass sei sogar in derart hohen Konzentrationen im Marsboden gebunden, dass es von zukünftigen bemannten Missionen zum Roten Planeten als Wasserquelle genutzt werden könne.

Wie die Forscher um Laurie Leshin vom Rensselaer Polytechnic Institute aktuell in einer Sonderausgabe des Fachjournals "Science" (DOI: 10.1126/science.1238937) berichten, handelt es sich um die bislang faszinierendste Entdeckung der ersten von Curiosity analysierten Feststoffproben. "Etwa zwei Prozent des Mars-Oberflächenbodens besteht aus Wasser", so die Forscherin. "Das ist eine großartige Ressource und von wissenschaftlicher Bedeutung." Ebenfalls in der Probe vorhanden waren signifikante Mengen an Kohlendioxid, Sauerstoff und Schwefelverbindungen.

Auf die Spur des im Boden gebundenen Marswassers kamen die Wissenschaftler mit dem Chromatographen, dem Massenspektrometer und einem Laser-Spetrometer des SAM-Instruments (Sample Analysis at Mars) an Bord des Rovers, mit dem eine Vielzahl chemischer Komponenten und die Isotopenverhältnisse der jeweiligen Schlüsselelemente identifiziert werden können. In dem die Bodenproben aus dem als "Rocknest" bezeichneten Grabungsort des Rovers auf 835 Grad Celsius erhitzt wurden, konnten die darin enthalten Chlor und Sauerstoff, sowie wahrscheinlich Chlorate und Perchlorate nachgewiesen werden, wie sie bislang nur in Höhenlagen auf dem Mars entdeckt wurden. Der Umstand, dass Curiosity diese Bestandteile nun auch in der Äquatornähe im Oberflächenboden des Roten Planeten ausfindig machen konnte zeige deren globale Verteilung. Zugleich legt die Analyse das Vorhandensein von Karbonaten nahe, wie sie sich auf der Erde nur in Anwesenheit von Wasser bilden.

Da das Isotopenverhältnis im Boden den zuvor schon in der Atmosphäre gemessenen Werten gleicht, schlussfolgern die Forscher zudem, dass die Oberfläche - wahrscheinlich durch Sand- und Staubstürme - schon recht intensiv mit der Atmosphäre interagiert hat.

Obwohl die Forscher mit SAM auch organische Stoffe in den ersten Proben identifizieren konnten, glauben sie, dass es sich hierbei aller Wahrscheinlichkeit nach um Reste irdischer Stoffe handelt: "Im vor der kosmischen Strahlung und der Oxidation ungeschützten Marsboden selbst ist es unwahrscheinlich, dass sich organische Verbindungen längere Zeit erhalten." Nach wirklich marsianischen organischen Molekülen soll der Rover zukünftig durch Bohrungen in größere Tiefen fahnden, wo sich diese Komponenten erhalten haben könnten.

Der Nachweis von im Marsboden gebundenem Wasser habe direkte Konsequenzen für zukünftige Marsmissionen: "Wir wissen jetzt, dass es auf dem Mars einfach zu erreichendes Wasser gibt", so Leshin. "Wenn wir irgendwann einmal Menschen auf den Mars schicken, so brauchen diese einfach nur Bodenproben ein wenig zu erhitzen, um Wasser zu erhalten."

grenzwissenschaft-aktuell.de
Quelle: rpi.edu

"NASA-Wissenschaftler: Mars-Labor "Curiosity" zerstört mögliche Beweise für Leben auf dem Mars":

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Washington (USA) - Eine Analyse der chemischen Zusammensetzung des Marsbodens legt nahe, dass die vorhandene Chemie mit den Technologien, wie sie die mobilen Laboreinheit der aktuellen NASA-Mission "Mars Science Laboratory" (MSL) zur Suche nach Hinweisen auf einstiges oder heute noch vorhandenes Leben auf dem Mars verwendet, derart interagiert, dass entsprechende Beweise zerstört werden, noch bevor sie - so vorhanden - nachgewiesen werden können.

Bei der Suche nach Spuren von Leben auf dem Roten Planeten, sucht die Laboreinheit "Curiosity" im Boden und Gestein nach organischen Kohlenstoffverbindungen, die auf einstiges oder sogar noch heute existierendes Leben hindeuten könnten und wie sie zumindest auf der Erde als deutliches Anzeichen für Leben gelten.

Im November 2012 entdeckte Curiosity nun jedoch Perchlorate im Marsboden und damit Salze aus Chlor und Sauerstoff (...wir berichteten). "Wenn Curiosity entsprechende Bodenproben nun jedoch in seinem Brennöfen (der SAM-Einheiten) erhitzt, um so nach organischem Kohlenstoff zu suchen, können genau diese Chemikalien und ihre Reaktionen dazu führen, dass genau die gesuchten Kohlenstoffverbindungen zerstört werden", erläuterte der Astrobiologe Daniel Glavin vom Goddard Space Flight Center aktuell in der Fachzeitschrift "Journal of Geophysical Research: Planets" (DOI:10.1002/jgre.20144) der American Geophysical Union (AGU).

"Die Anwesenheit von Perchloraten ist keine gute Nachricht für einige der von Curiosity verwendeten Technologien" so Glavin. "Dies könnte die Art und Weise verändern, wie wir zukünftig auf dem Mars nach organischen Stoffen suchen werden."

Tatsächlich sucht "Curiosity" nach den organischen Kohlenstoffverbindungen, in dem Proben erhitzt und mittels eines Gaschromatographen in ihre chemischen Bestandteile zerlegt werden. Bei Temperaturen von über 200 Grad Celsius zerfallen Perchlorate jedoch und setzen dabei reinen Sauerstoff frei. Unter Zugabe dieses Sauerstoff verbrennen jedoch die eventuell in der Probe enthaltenen organischen Moleküle zu Kohlendioxid, wodurch der molekulare Nachweis der einstigen organischen Moleküle nicht mehr erbracht werden kann.

"Glücklicherweise", so fügt Glavin jedoch hinzu, könnten "einige organische Kohlenstoffverbindungen diesen Vorgang aber dennoch überstehen, wenn sie etwa in hitzebeständigerem Material eingeschlossen sind oder doch noch vor dem Zerfall der Perchlorate während der Erhitzung nachgewiesen werden."

Das Problem könne aber zukünftig umgangen werden, wenn eine Messbasis für Perchlorate im Marsboden definiert und so berechnet werden kann, wieviel organisches Material durch den freigesetzten Sauerstoff verbrannt werden könnte. Hierzu sollten nun an den verschiedensten Grabungsorten die Perchlorat-Anteile im Boden genauestens vermessen, bestimmt und miteinander verglichen werden.

Zugleich könne auch Curiosity selbst das Perchlorat-Problem umgehen, in dem es für seine Suche nach organischen Kohlenstoffverbindungen nicht weiterhin auf das die Proben erhitzende SAM-Instrument zurückgreift. Tatsächlich führt der Rover auch ein nicht erhitzendes Instrument mit sich, das genau diese Aufgabe erfüllen könnte, bislang jedoch noch nicht zu Einsatz gekommen ist. Diese Analyseeinheit nutzt Flüssigkeiten, um die chemische Zusammensetzung von Proben zu analysieren. Allerdings, so erläutert Glavin, sei der Einsatz dieses Instruments komplizierter und müsse vor einem Einsatz noch getestet werden. Dies, so ist der Wissenschaftler aber zuversichtlich, werde aber schon in absehbarer Zukunft passieren.

Schon 2009 hatte der NASA-Wissenschaftler Douglas Ming vom Johnson Space Center in Experimenten frühere Befürchtungen bestätigt, dass Perchlorate, wie sie schon 2008 von der Phoenix-Mission im Marsboden nachgewiesen wurden (...wir berichteten) bereits in den Brennkammern der Viking-Mission in den 1970er Jahren dazu geführt haben könnten, dass eventuelle Beweise für Marsleben eher zerstört als gefunden wurden (...wir berichteten).

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Eine Bilderserie von vielen zeigt vermeintliche Tropfen (s. Rahmen), die offenbar durch das Absorbieren anderer Tropfen zu wachsen scheinen und ein Landebein der Phoenix-Einheit am 8., 31. und 44. Marstag der Mission zeigen. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Max Planck Institute

Peking (China) - Aufnahmen der stationären NASA-Mars-Sonde "Phoenix" am 8., 31. und 44. Tag nach der Landung 2008 zur Erde übermittelt wurden, zeigen eindeutige Tropfenbildung auf den Landebeinen der Laboreinheit und sorgen seither für kontroverse Diskussionen um aktuell flüssiges Wasser auf dem Roten Planeten (...wir berichteten). Jetzt vermuten chinesische Wissenschaftler jedoch, dass es sich bei den Tropfen gar nicht um Wasser sondern flüssiges Metall handeln könnte.

Während mittlerweile viele Forscher Wasser als Erklärung für die Tropfenbildung auf den Phoenix-Landebeinen akzeptiert haben, offenbart diese bei näherer Betrachtung jedoch zahlreiche Probleme: So wiesen schon zu Beginn der Diskussion um die Aufnahmen einige Forscher daraufhin, dass die Marsatmosphäre selbst viel zu wenig Wasser beinhaltet, als dass sich dieser Tropfen durch Kondensation auf den Landebeinen gebildet haben könnten. Als NASA-Forscher dann entdeckten, dass "Phoenix" direkt auf einer verborgenen Eisschicht gelandet war (...wir berichteten), schien die Erklärung nahe zu liegen, dass die Landeraketen das Eis geschmolzen und verdampft hätten und sich dieses in der Folge auf den Landebeinen abgesetzt habe. Doch angesichts Temperaturen von etwa minus 70 Grad Celsius erschient vielen mittlerweile auch dieses Szenario eher unwahrscheinlich. Lediglich die Vorstellung, dass im Mars-Eis beinhaltete Verunreinigungen den Gefrierpunkt des Wassers reduziert haben, könnte die Erklärung, dass es sich hier um Wassertropfen handelt, die über den besagten Zeitraum größer zu werden schienen, aufrecht erhalten.

Wie Forscher um Jing Liu von der Tsinghua University in Peking aktuell in einem vorab auf "arXiv.org" veröffentlichten Artikel erläutern, vermuten sie hingegen, dass es sich nicht um Wasser sondern um ein Metall in flüssiger Form handelt, wie es auf der Marsoberfläche existieren könnte und das so auch für einige andere, bislang noch nicht vollständig erklärte geologische Merkmale verantwortlich sein könnte, von denen Wissenschaftler bislang vermuten, dass sie durch zumindest zeitweilig freiwerdendes flüssiges Wasser erzeugt werden (...wir berichteten, s. Links).

Tatsächlich gäbe es eine ganze Reihe in Frage kommender Metalle, die unter den Temperatur- und Druckverhältnissen auf dem Mars in flüssiger Form vorkommen könnten. So liegt beispielsweise der Schmelzpunkt von Quecksilber minus 39 Grad Celsius, einige Mischungen aus Natrium, Kalium und Caesium verflüssigen sich bei Temperaturen von rund minus 78 Grad und Quecksilber-Titanium-Legierungen werden bei minus 58 flüssig.


Detailaufnahme eines Tropfens auf dem Phoenix-Landebein. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Max-Planck-Institute

Wie der ArXiv-Blog (medium.com/the-physics-arxiv-blog) erläutert, haben Jing und Kollegen sogar das Verhalten von flüssigem Gallium mit einer den Phoenix-Landebeinen nachempfundenen Aluminiumverbindung untersucht. Hierbei habe sich gezeigt, dass Gallium das Aluminium korrodiert und das diese Interaktion dazu führt, dass sich das Gallium um den Kontaktpunkt herum ausdehnt. Genau diese Beobachtung könnte demnach erklären, warum die Bilder den Anschein erwecken, dass die Tropfen anwachsen.

Zugleich gibt das arXiv-Blogteam aber auch zu bedenken, dass es auch gegenüber der neuen Theorie bedeutende Kritikpunkte gibt: "Die Marsoberfläche ist stark oxidierend. Dieser Prozess hätte signifikante Auswirkungen auf flüssige Metalle wie Natrium oder Kalium, die beide hochgradig reaktiv sind. Wäre es also überhaupt möglich, dass entsprechende Verbindungen über Jahrmillionen hinweg ihre (flüssige) Form erhalten haben könnten, ohne chemisch zu reagieren?"

Zumindest die Forscher um Jing halten dies durchaus für möglich und verweisen auf den Umstand, dass besagte Metalle gerade durch die zunächst einsetzende Oxidation eine schützende Oberfläche bilden, die ein weiteres Durchrosten verhindert. Die Kontroverse um die Mars-Tropfen dürfte jedoch auch mit dieser Studie nicht beigelegt sein.

http://arxiv.org/abs/1310.1785

http://www.nasa.gov/mission_pages/mars/main/