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Biologen nutzen Dorset als Modell zur Suche nach Spuren einstigen Lebens auf dem Mars:


Ein säurehaltiges Rinnsal am Dungry Head in der Lulworth Cove in der St Oswald’s Bay in Dorset.
Copyright: Imperial College London
London (Großbritannien) – In säurehaltigen Rinnsalen in der britischen Grafschaft Dorset haben Biologen Spuren von Fettsäuren und damit der Schlüsselbausteine biologischer Zellen ausfindig gemacht. Da es ähnliche säurehaltige Ströme auch auf dem Mars gab, deuten die Forscher diese Entdeckung als Indiz dafür, dass einst auch auf dem Roten Planeten Leben existiert haben könnte. Die in Dorset ermittelten Daten auf den Mars übertragend, schätzen die Forscher nun, dass es dort noch heute organische Materie gibt, die es zu entdecken gilt.

In den säurehaltigen Schwefelbächen in Dorset gedeihen zahlreiche Bakterienarten unter extremen Bedingen: „Einer dieser Orte, die St. Oswald’s Bay, ähnelt den Bedingungen auf dem Mars vor mehreren Milliarden Jahren“, erläutert Professor Mark Sephton vom Londoner Imperial College.

Aus diesem Grund wollen die Forscher die fraglichen Landschaften in Dorset nun als Modell zur Untersuchung der Frage nutzen, ob sich im nahegelegenen Felsgestein – und somit auch möglicherweise auf dem Mars – Spuren dieser Bakterien erhalten haben könnten. Das eisenreiche Mineral Goethit wandelt sich zu Hämatit, kommt auch auf dem Mars häufig vor und verleiht dem Planeten seine charakteristische rote Färbung. „Sollten sich in diesen eisenreichen Mineralien in Dorset Spuren von irdischen Leben finden, so könnten diese auch auf dem Mars Spuren einstigen mikrobischen Lebens erhalten haben“, so die Hoffnung der Forscher, die ihre Ergebnisse aktuell im Nature-Fachjournal „Scientific Reports“ (DOI: 10.1038/s41598-018-25752-7) veröffentlicht haben.

Tatsächlich wurden die Wissenschaftler fündig und entdeckten im Goethit der St. Oswald’s Bay Mikroben wie auch Spuren fossilierter Hinterlassenschaften der Bakterien.

Übertragen auf den heutigen Mars und angenommen, dass in den Marssedimenten ähnlich viel Fettsäuren konzentriert sind, wie im untersuchten irdischen Gestein, könnten sich auf dem Mars heute noch 2.86×10hoch10 kg Fettsäuren im Marsgestein finden lassen. „Das entspricht in etwa dem Inhalt von 12.000 olympischen Schwimmbecken“, so Sephton.

Da frühere Missionen Hitze zur Suche nach Lebensspuren in Form von organischer Materie im Marsboden und Marsgestein nutzten, sei es nicht verwunderlich, warum hierbei gerade diese Spuren bislang nicht gefunden wurden: „Gerade diese Hitze könnte dazu geführt haben, dass die Mineralien mit jeglicher Form organischer Materie reagiert haben.“ Da jedoch die angewandte Hitze organische Stoffe gerade in den jetzt untersuchten Mineralien Goethit und Hämatit nicht zerstört, seien diese ideal für eine gezielte Suche nach Spuren einstigen Marslebens.

„Vor Jahrmillionen gab es auf dem Mars Wasser, weshalb es dort auch Leben gegeben haben könnte“, so Shepton. „Wenn es dort Leben gab, bevor das Wasser vertrocknete, so könnten sich seine Überreste vermutlich auch heute noch im Marsgestein erhalten haben. Bislang wurden diese aber noch nicht gefunden.“

„Die St. Oswald’s Bay ist ein heutiges Modell des Mikrokosmos des mittelalten Mars“, erläutert Mitautor Jonathan Tan. „Als die säurehaltigen Gewässer auf dem Mars austrockneten, hinterließen sie Goethitmineralien, die Fettsäuren bis heute als biologische Signaturen bewahrt haben könnten.“ Die Ergebnisse aus Dorset könnten zukünftigen Mars-Missionen nun den Weg bei der Suche nach Leben weisen, fügt Shepton hinzu und erläutert abschließend: „Wenn wir auf dem Mars Spuren des Lebens finden, so wird dies sicherlich in Form von Bakterien sein, die in extremen Umgebungen wie den Säurebächen auf der Erde gedeihen können.“

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Washington (USA) – Für den kommenden Donnerstag hat die US-Raumfahrtbehörde NASA die Bekanntgabe neuer Entdeckungen des Mars-Rovers“ Curiosity“ angekündigt. Während die genauen Inhalte noch unbekannt sind, erlaubt ein Blick auf die teilnehmenden Wissenschaftler und Forscher schon jetzt erste Vermutungen.

Angesetzte ist das Pressegespräch für den kommenden Donnerstag, den 7. Juni 2018 ab 19:00 Uhr mitteleuropäischer Zeit und wird live über die verschiedenen NASA-Kanäle übertragen. Zeitgleich sollen die Inhalte über das Fachjournal „Science“ veröffentlicht werden.

Bei den Teilnehmern handelt es sich um den Direktor der Solar System Exploration Division vom Goddard Space Flight Center der NASA Paul Mahaffy, Chris Webster und den Projektwissenschaftler der Curiosity-Mission „Mars Science Laboratory“ (MSL) Ashwin Vasavada vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA.

Die Anwesenheit von Vasavada deutet daraufhin, dass die Entdeckung mit der Suche des Rovers nach Hinweisen auf die einstige Lebensfreundlichkeit des Mars aufgrund von Oberflächengewässern zu tun haben könnte.


ChemCam-Mikroskopaufnahmen der Strukturen vom 31. Dezember 2017.

https://mars.nasa.gov/msl/multimedia/raw...mera=CHEMCAM%5F

Zuletzt hatte der Wissenschaftler durch einen Kommentar zu Kleinststrukturen im Marsgestein für Aufsehen gesorgt, bei denen es sich laut dem Astrobiologen Barry DiGregorio vom Buckingham Centre for Astrobiology an der University of Buckingham sogar um Spurenfossilien einstigen höheren Marslebens handeln könnte. Zu der Deutung der Strukturen im Sinne von Spurenfossilien meinte Vasavada noch im Januar diesen Jahres: “Wir können nicht ausschließen, dass es sich tatsächlich um fossile Lebensspuren handelt, aber wir werden hier auch ganz sicher keine voreiligen Schlussfolgerungen ziehen“ (…GreWi berichtete).

Paul Mahaffy wiederum leitet die Arbeiten mit dem SAM-Instrument (Sample Analysis at Mars) an Bord des Marsrovers „Curiosity“. Die Hauptaufgabe der SAM-Experimente ist die Suche nach chemischen Verbindungen, die das Element Kohlenstoff enthalten und die als die “Grundbausteine des Lebens” bezeichnet werden. Die SAM-Systeme sollen untersuchen, unter welchen Bedingungen sich die erwarteten organischen Kohlenstoffverbindungen einst gebildet haben und wie und in welchem Umfang sie durch die Marsbedingungen zersetzt werden.

Entsprechende Ergebnisse könnten somit Hinweise darauf liefern, ob der Mars einst oder sogar heute noch einen potentiellen Lebensraum für mikrobiologische Lebensformen und darüber hinaus darstellen könnte. Auch dies könnte also ein Hinweis dafür sein, dass die neue Entdeckung in Richtung der Fragestellung nach der einstigen oder sogar noch aktuellen Lebensfreundlichkeit des Mars weist.

In gleiche Richtung deutet auch die Anwesenheit von Chris Webster, der die Arbeit des Methansensors an Bord des NASA-Mars-Rovers “Curiosity” leitet. Zuletzt berichtete dieser von den aktuellen Beobachtungen, dass die Anstiege des Methangehalts in der Marsatmosphäre einem jahreszeitlichen Muster folgen – worin einige Forscher die Vorstellung bestätigt sehen, dass das Marsmethan ein Zeichen einstigen oder sogar heute noch aktiven Lebens auf dem Roten Planeten sein könnte.


Die Orte der Methanausbrüche (Rot-Töne) 2009.
Copyright: T.Schindler/NASA

Dazu erklärten Webster und sein Kollege Mike Mumma vom Goddard Space Flight Center der NASA im vergangenen Januar: “Vielleicht wird das Methan – welchen Quellen es auch immer entstammt – von irgendetwas absorbiert? Vielleicht von Poren im Oberflächengestein. (…) Die andere Erklärung, über die kaum jemand spricht, an die aber fast jeder denkt, ist biologische Aktivität. (…) Auch von Leben erwarten wir schließlich eine gewisse jahreszeitliche Abhängigkeit“ (…GreWi berichtete).

…GreWi wird natürlich umgehend berichten

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https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...m-mars20180629/

Täler künden von einstigen starken Regenfällen auf dem Mars:


Die Täler des Osuga Valles auf Mars sind bis zu 900 Meter tief und an einigen Stellen 20 Kilometer breit.
Copyright: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO
Zürich (Schweiz) – Verblüffende Ähnlichkeiten zwischen Geländestrukturen auf dem Mars und irdischen Trockengebieten belegen nun ein urzeitliches Mars-Klima, in dem sporadische Starkniederschläge Täler erodierten.

Auf der Marsoberfläche gibt es Strukturen, die Gewässernetzen auf der Erde ähneln. Aus diesem Grund gehen die meisten Wissenschaftler davon aus, dass es auf dem Roten Planeten einst genügend Wasser gegeben haben muss, um Fließgewässer und Meere zu speisen, die dann ihren Lauf in den Untergrund einfraßen.

Schon lange streiten sich Forscher allerdings über die Frage, aus welcher Quelle dieses Wasser stammte. Zur Auswahl stehen Regenwasser oder im Boden gebundenes Wassereis, das aufgrund vulkanischer Aktivitäten schmolz, aufstieß und Fließgewässer bildete. Das Problem: Jedes dieser beiden Szenarien lässt komplett andere Schlüsse auf die Klimageschichte des roten Planeten zu.

In einer aktuell im Fachjournal „Science Advances“ (DOI: 10.1126/sciadv.aar6692) veröffentlichten Studie zeigen Wissenschaftler um den Physiker Hansjörg Seybold und Prof. James Kirchner von der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich gemeinsam mit Kollegen um den Planetenspezialisten Edwin Kite von der Universität Chicago nun, dass die Verzweigungsstruktur der ehemaligen Flussnetzwerke auf dem Mars Parallelen zu Strukturen von Trockengebieten auf der Erde aufweisen.

Aus der Statistik aller auf dem Mars kartierten Flusstäler schließen die Wissenschaftler, dass deren noch heute sichtbaren Verläufe durch oberflächlichen Abfluss von (Regen-)Wasser geschaffen worden sein müssen – und schließen den Einfluss von Grund- oder Schmelzwasser aus dem Boden damit aus.


Der Winkel einer Flussverzweigung wird unter anderem davon beeinflusst, wie trocken ein Gebiet ist und ob Grundwasser aufstößt.
Copyright: aus Seybold 2018, Science Adv.

„Die mittlere Größe und die Verteilung der Verzweigungswinkel der Flusstäler auf dem Mars decken sich mit denjenigen von Trockengebieten auf der Erde“, erläutert Seybold. „Das spricht dafür, dass es auf dem Mars über einen längeren Zeitraum hinweg zu sporadischen starken Regenfällen gekommen sein muss und dass das Regenwasser rasch oberflächlich abgeflossen sein dürfte.“ Auf diese Weise entstehen Flusstäler in Trockengebieten der Erde. In Arizona beispielsweise auf einem Übungsgelände der NASA, wo Mars-Missionen vorbereitet werden, beobachteten die Forscher im Gewässernetz dasselbe Muster.


Auffällige Parallele: Die Winkel von Flussverzweigungen – hier ein Ausschnitt der Warrego Vallis-Region – auf dem Mars sind spitz und entsprechen denen von Trockengebieten auf der Erde.
Copyright: NASA / JPL / ASU

Es sind die verhältnismäßig spitzen Verzweigungswinkel auf dem Mars, aufgrund derer die Forscher den Einfluss von Grundwasserausbrüchen auf dem Mars ausschließen: „Flussnetzwerke, die stark von aufquellendem Grundwasser beeinflusst werden, wie man sie zum Beispiel in Florida findet, haben im Mittel stumpfere Verzweigungswinkel zwischen den beiden Zuflüssen und decken sich nicht mit den spitzen Winkeln von Gewässern in Trockengebieten.“

Bedingungen wie in heutigen irdischen Trockengebieten herrschten auf dem Mars wahrscheinlich nur während einer ziemlich kurzen Epoche vor circa 3,6 bis 3,8 Milliarden Jahren. In dieser Zeit könnte die Mars-Atmosphäre viel dichter gewesen sein als heute. „Neuere Forschung zeigt, dass es auf dem Mars wesentlich mehr Wasser gegeben haben muss als bislang angenommen“, so Seybold.

Eine Hypothese besagt, dass das nördliche Drittel des Mars damals von einem Ozean bedeckt gewesen war. Wasser verdunstete, kondensierte rund um die hohen Vulkane des südlich des Ozeans gelegenen Hochlands und führte dort zu vereinzelten, aber starken Regenfällen. Dadurch formten sich Wasserläufe, welche die heute zu beobachtenden Spuren auf dem Mars hinterließen.

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https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...-haben20180723/

„Geisterdünen“ könnten einstiges Mars-Leben konserviert haben:


Die zu „Geisterdünen“ versteinerten Sicheldünen in der südlichen Hellespontus-Region auf dem Mars auf einer Aufnahme des „Mars Reconnaissance Orbiter“ (MRO). Klicken Sie auf die Bildmitte, um zur vollständigen Originalbilddatei zu gelangen.
Copyright: NASA/JPL/University of Arizona
Seattle (USA) – US-Forscher haben auf dem Mars hunderte sogenannter „Geisterdünen“ in Form regelrecht versteinerter Sicheldünen identifiziert, unter denen Hinterlassenschaften einstigen Mars-Lebens bis heute konserviert worden sein könnten.

Wie Mackenzie Day und David Catling von der University of Washington im „Journal of Geophysical Research: Planets“ (DOI: 10.1029/2018JE005613) berichtet, handelt es sich bei diesen „Geisterdünen“ sozusagen um urzeitliche und heute geradezu versteinerte Sicheldünen von der Größe eines Fußballstadions, die von Lava und Sedimenten verschüttet und damit über die Zeiten hinweg an Ort und Stelle verfestigten und so konserviert wurden.

„Wir wissen, dass Dünen auf der Erde Leben beherbergen können. Und diesen irdischen Dünen gleichen jene auf dem Mars“, erläuterte Day bereits gegenüber der American Geophysical Union und führt dazu weiter aus: „Ein Problem, das der Mars, nicht aber unsere Erde hat, ist die Strahlung an der Oberfläche. Im Innern einer solchen Düne, oder sogar an deren Grund, wäre mikrobiologisches Leben allerdings vor einem Großteil dieser schädlichen Strahlung geschützt.“


Sicheldünen in der Lybischen Wüste nahe Kharga.
Copyright/Quelle Google Earth

Auf diese Weise könnten also auch die „Geisterdünen“ auf dem Mars einst Leben in ihrem Innern geschützt und dessen Spuren bis heute konserviert haben.

Die Wissenschaftler vermuten, dass die einstigen Dünen vor etwa zwei Milliarden Jahren von Lava und Sedimenten verschüttet wurden – also zu genau jener Zeit, als sich das einst warm-feuchte Marsklima mit aktiven Vulkanen und fließenden Gewässern der sogenannten Hesperianischen Periode zum ariden heutigen Klima der Amazonischen Periode in der Geschichte des Roten Planeten wandelte.

Es sei zwar unwahrscheinlich, dass in diesen Dünen auch heute noch Leben existiere, doch zumindest sei hier die Wahrscheinlichkeit, auf dessen Spuren zu stoßen, größer als an vielen anderen Orten auf dem Mars, so die Forscher abschließend.

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https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...m-mars20180721/

Studie bestätigt: NASA fand und zerstörte vermutlich schon
vor 40 Jahren organische Stoffe auf dem Mars:


Blick der Viking-2-Bordkamera über den Lander hinweg auf die Marslandschaft 1976.
Copyright: NASA
Paris‐Saclay (Frankreich) – Grenzwissenschaft-Aktuell.de (GreWi) berichtete schon des Öfteren über Vermutungen einiger Wissenschaftler, schon die Viking-Sonden der NASA könnten Mitte der 1970er Jahre Hinweise auf Leben auf dem Mars in Form von organischen Stoffen gefunden – jedoch aufgrund der angewandten Analysemethoden zugleich auch zerstört haben. Oft vom wissenschaftlichen Mainstream belächelt, erfährt diese Theorie nun Unterstützung durch eine Neubewertung der Viking-Daten im Angesicht der jüngsten Entdeckungen auf dem Mars.

Erst kürzlich verkündete die NASA die Entdeckung „alter organischer Stoffe auf dem Mars“ durch ihren aktuellen Mars-Rover „Curiosity“ und spekuliert seither auch darüber, ob es sich dabei um die Überreste einstigen Marslebens handeln könnte (…GreWi berichtete).

Warum nicht auch schon die Viking-Sonden bei ihren Analysen nicht einmal geringste Spuren organischer Stoffe auf dem Mars gefunden hatten, obwohl der Mars fortwährend von kohlenstoffreichen Kleinstmeteoriten getroffen wird, stellt die Wissenschaftler nicht erst seit den jüngsten Funden vor ein Rätsel. Tatsächlich vermuten einige Forscher allerdings schon länger, dass die Viking-Sonden derartige Stoffe eigentlich gefunden hätten, wenn sie mit der richtigen Methode danach gesucht, bzw. damals noch unbekannte Inhaltsstoffe des Marsbodens miteinberechnet hätten. Stattdessen hätten die Viking-Sonden entsprechende Stoffe zerstört statt zu identifizieren.

„Tatsächlich war der Kohlenstoff schon immer auf dem Mars vorhanden“, berichten Forscher vom Ames Research Center der NASA und französische Kollegen um Melissa Guzman vom Atmosphere, Media, Spatial Observations Laboratory (LATMOS) aktuell im „Journal of Geophysical Research: Planets“ (DOI: 10.1029/2018JE005544) und liefern darin eine Erklärung, warum der Kohlenstoff von den Viking-Sonden nicht gefunden werden konnte:

„Insgesamt wurden jeweils vier Bodenproben (von den Viking-Sonden) analysiert, in dem sie jeweils mehrfach in vier ansteigenden Schritten auf ein Maximum von 500 Grad Celsius erhitz wurden, um auf diese Weise jegliche im Boden vorhandenen flüchtigen organischen Inhaltsstoffe zu lösen und diese so zu detektieren. Während die Methode also nach organischen Stoffen im Marsboden suchte, war da stattdessen wahrscheinlich noch etwas anderes im Marsboden, mit dem die NASA damals noch nicht gerechnet hatte: Ein stark entzündlicher Brennstoff, der unbeabsichtigt jegliche organischen Stoffe verbrannt hatte.“

Tatsächlich hatte schon der NASA-Mars-Rover „Phoenix“ Perchlorate im Marsboden identifiziert (…GreWi berichtete), wie sie auf der Erde von Mikroorganismen als Energiequelle genutzt werden, Diese Perchlorate könnten als Brandbeschleuniger die Temperaturen in den Brennöfen der Sonden derart stark befördert haben, dass mögliche organische Stoffe verbrannt wären.

Tatsächlich registrierte „Curiosity“ schon 2013 Spuren von Chlorbenzol, nachdem auch der aktuelle NASA-Rover Bodenproben in seinen Brennkammern erhitzt hatte: Chlorbenzol wiederum entsteht als Nebenprodukt bei der Verbrennung von Kohlenstoff gemeinsam mit Perchloraten.

Aus diesem Grund suchte nun auch die aktuelle Studie erneut in den Viking-Daten nach Hinweisen auf Chlorbenzol, und wurde tatsächlich in den Daten von „Viking 2“ fündig. Die Autoren der Studie schlussfolgern, dass die Lander- und Laboreinheiten tatsächlich schon vor 40 Jahren Bodenproben mit organischen Stoffen in ihren Analysekammern hatten, diese aber unbeabsichtigt zerstört wurden, noch bevor sie überhaupt entdeckt werden konnten.

Wie weit die Suche nach einstigem oder sogar heute noch existierenden Marslebens heute bereits wäre, wenn schon damals Hinweise auf dessen chemische Grundlagen auf dem Mars gefunden worden wären, bleibt Spekulation. Es darf jedoch davon ausgegangen werden, dass die Erforschung des Mars vor dem Hintergrund einer solchen Entdeckung schon in den 1970er Jahren nicht so lange aufgeschoben worden wäre, wie dies angesichts eines vermeintlich kohlenstofflosen Roten Planeten lange Jahre der Fall war.

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https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...tdeckt20180726/

Tümpel flüssigen Wassers unter dem Südpoleis des Mars entdeckt:


Radaraufnahmen des Marsuntergrunds unweit der permanenten Eiskappe des Mars-Südpols (l.) zeigen ungewöhnlich hell reflektierende Signale (r. blau).
Copyright: ESA/NASA/JPL/ASI/Univ. Rome; R. Orosei et al 2018
Bologna (Italien) – Verborgen unter Eisschichten in der Südpolregion des Mars, offenbaren Radardaten der europäischen Mars-Sonde „Mars Express“ einen Tümpel mit flüssigem Wasser. Damit wäre die langjährige Frage beantwortet, ob es auch heute noch auf dem Mars Wasser in flüssiger Form gibt. Selbst Leben in dem salzigen Marsgewässer wollen die ESA-Wissenschaftler nicht ausschließen

Noch heute kündigen gewaltige Täler, Kanäle und trockene Flussbetten, sowie von Wasser hinterlassene Mineralien im Marsboden von einer Zeit, als die heute trockene Marsoberfläche von flüssigem Wasser geformt wurde. Und während bereits zuvor gewaltige, heute unkenntlich von Staub bedeckte Wassereislager an den Polen des Mars entdeckt wurden, war die Existenz von Wassereisreservoiren unterhalb der polaren Eiskappen bislang lediglich Inhalt von Vermutungen und wissenschaftlichen Kontroversen (…GreWi berichtete).

Schon von der Erde wissen wir, dass der gewaltige Druck von Gletschern den Gefrierpunkt von darunter befindlichem Wasser reduziert. Hinzu ist mittlerweile bekannt, dass es im Marsboden Perchlorat-Salze gibt, die den Gefrierpunkt des Wassers ebenfalls auf bis zu minus 60 Grad Celsius herabsetzten und so Wasser selbst unter Minusgraden flüssig halten können.

Anhand der Daten des MARSIS-Instrumnents (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding) an Bord von „Mars Express“ haben Forscher um den leitenden ESA-Wissenschaftler des MARSIS-Instruments, Roberto Orosei vom Istituto Nazionale di Astrofisica in Bologna nun festgestellt, dass die südliche Polarregion Planum Australe aus verschiedenen Schichten aus Wassereis und Staub besteht, die bis in eine Tiefe von 1,5 Kilometer tief hinabreichen.

In ihrer aktuell im Fachjournal „Science“ (DOI: 10.1126/science.aar7268) veröffentlichten Studie, konzentrierten sich die Forscher auf ein Gebiet von rund 200 Kilometer Größe und entdeckten hier eine etwa 20 Kilometer breite Zone in der unterhalb der Eisschichten besonders stark reflektierendes Material, das sie für einen stabilen See aus flüssigem Salzwasser halten, da alterative Erklärungen ausgeschlossen werden konnten. Um dieses Signal mit MARSIS zu entdecken, muss dieses Gewässer mindestens mehrere dutzend Zentimeter dick sein.



Radar-Querschnitt durch das untersuchte Gebiet (s. o.) zeigt die bekannten Schichten aus Eis- und Staub (r. Pfeil Mitte) unterhalb der Oberfläche (Pfeil l.) und die darunter liegende, stark reflektierende Schicht, die die Forsche als flüssiges Salzwasser interpretieren (Pfeil r.).
Copyright: ESA/NASA/JPL/ASI/Univ. Rome; R. Orosei et al 2018

„Diese unter der Oberfläche verborgene Anomalie hat alle Radareigenschaften von Wasser oder von stark mit Wasser angereicherten Sedimenten“, berichtet Orosei. „Es handelt sich zwar nur um eine kleine Fläche, aber schon die Vorstellung, dass es davon noch mehr geben könnte, ist bereits faszinierend.“

Die Autoren des Fachartikels vergleichen die Entdeckung mit dem vier Kilometer unter dem Eis der irdischen Antarktis gelegenen Wostok-See (…GreWi berichtete) und anderen subglazialen antarktischen Seen. Da auch in deren salzigem Wasser bekanntlich Mikroorganismen existieren, könnten auch die verborgenen Wasserreservoire des Mars derartigen Lebensformen Lebensräume geboten haben und vielleicht auch heute noch bieten.

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https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...ndlich20180925/

Studie zeigt: Der Untergrund des frühen Mars war lebensfreundlich:


Blick auf den Roten Planeten.
Copyright: NASA / JPL
New York (USA) – Der Untergrund des frühen Mars stellte ausreichend chemische Energie zur Verfügung, um darin Mikroorganismen auf der Grundlage der sogenannte Radiolyse gedeihen zu lassen. Zu dieser Einschätzung kommt eine aktuelle Studie von US-Forschern und vergleichet die Bedingungen des damaligen Marsuntergrund einmal mehr mit heutigen Lebensräumen extremer mikrobischer Lebensformen auf der Erde.

„Aus Sicht grundlegender physikalischer wie chemischer Berechnungen können wir zeigen, dass der frühe Marsuntergrund vermutlich genügend Wasserstoff in sich gelöst hatte, um hier rund um den Marsglobus eine unterirdische Biosphäre aufrecht zu erhalten“, kommentieren Jesse Tarnas, Prof. Jack Mustard und Kollegen von der Brown University das Ergebnis ihrer aktuell im Fachjournal „Earth and Planetary Science Letters“ (DOI: 10.1016/j.epsl.2018.09.001) veröffentlichten Studie.

Auch der Untergrund unserer Erdoberfläche ist die Heimat sogenannter unterirdischer lithoautropher Mikroben-Ökosysteme (subsurface lithotautrophic microbial ecosystems, kurz: SLIMEs). Abgeschnitten von der Energie des Sonnenlichts, beziehen diese unterirdisch gedeihenden Mikroben ihre Lebensenergie von Elektronen der Moleküle in ihrer Umgebung – sog. Radiolyse. Gelöste Wasserstoffmoleküle sind ein idealer Spender solche Energie und bekannt als molekularer Treibstoff irdischer SLIMEs.

In ihrer Studie zeigen die Wissenschaftler um Tarnas, dass im einstigen Marsuntergrund vor rund vier Milliarden Jahren durch die einwirkende Strahlung Wassermoleküle in ausreichender Menge in seine Wasser- und Sauerstoffanteile aufgespalten wurden, um für diesen Vorgang ausreichend Wasserstoff im Marsuntergrund global zur Verfügung zu stellen.

Zur damaligen Zeit, so haben die Forscher berechnet, entsprach die Wasserstoff-Konzentration in der Marskruste in etwa jener, die heute noch eine Vielzahl von Mikroben unter der Erdoberfläche gedeihen lässt.

Zwar bedeutet das Ergebnis der Studie nicht, dass es damals zwangsläufig auch Leben auf dem Mars gab. Sie zeigt aber, dass für den Fall, dass damals auch auf dem Mars das Leben sein Weg genommen hätte, auch der Marsuntergrund für viele hundert Millionen Jahre lang ausreichen Nährstoffe für ein dortiges Ökosystem zur Verfügung hätte stellen können.

Konkret bedeutet dies, dass jene Orte, an denen heute noch bzw. urzeitlicher Untergrund an die Marsoberfläche tritt – etwa in Form von Aufrücken, Kratern usw. – die Chance zur Entdeckung der Spuren dieses potentiellen urzeitlichen Marslebens am höchsten wären.

Grundlage für die aktuellen Berechnungen sind Daten des Gammastrahlenspektrometers an Bord der NASA-Sonde „Mars Odyssey“, mit der das Vorkommen der radioaktiven Elemente Thorium und Kalium in der Marskruste vermessen und verortet werden konnte. Anhand dieser Verteilung konnten die Forscher dann auch auf das Vorhandensein eines dritten radioaktiven Elements – Uranium – schließen. Der Zerfall dieser drei Elemente offenbart dann jene Strahlung, die die Aufspaltung durch Radiolyse von Wasser ermöglicht. Da alle drei Elemente wiederum mit konstanten Raten zerfallen, war es den Wissenschaftlern auch möglich anhand der aktuellen Werte jene vor rund vier Milliarden Jahren zu berechnen.

In einem nächsten Schritt schätzten die Forscher dann, auf wieviel Wasser die errechnete Strahlung damals einwirken konnte und ermittelten den idealen Ort, an dem Leben in der Marskruste am besten gedeihen hätte können.

Die Kombination der so ermittelten Faktoren zeigte, dass der frühe Mars vor rund vier Milliarden Jahren vermutlich eine lebensfreundliche Zone unterhalb der Planetenoberfläche besaß, die mehrere Kilometer weit hinabreichte. Innerhalb dieser Zone hätte mittels Radiolyse mehrere Millionen Jahre lang also genügend chemische Energie zur Verfügung gestanden, um mikrobisches Leben in ähnlicher Form gedeihen lassen zu können, wie heutige irdische Untergrundbakterien.

Selbst unter den unterschiedlichsten Klimaszenarien des frühen Mars, hielt diese „habitable Zone“ stand und wird sogar stabiler, je kälter das Klimaszenario gezeichnet wird, da hier eine zunehmend dickere Eisschicht über der Marsoberfläche als eine Art isolierende Schicht den Wasserstoff davon abhält, aus dem Untergrund zu entweichen.

„Die meisten Menschen glauben, dass ein früher kalter Mars, eine schlechte Voraussetzung für damalig dortiges Leben gewesen wäre“, kommentiert Tarnas, führt dazu aber korrigierend weiter aus: „Wir zeigen nun aber, dass ein kälteres Marsklima in Wirklichkeit mehr chemische Lebensenergie im Marsuntergrund zur Verfügung gestellt hätte, als wärmere Klimamodelle. (…) Wir denken, dass unser Ergebnis nicht nur die Wahrnehmung vieler Menschen zum Verhältnis zwischen Klima und einstigem Marsleben verändern könnte.“

Für die Forscher weisen die neuen Ergebnisse gerade geologische Ausbrüche an Orten von Meteoriteneinschlägen als ideale Orte zur Suche nach Spuren einstigen Marslebens aus, an denen Einschläge Gesteinsbrocken aus dem Marsuntergrund an dessen Oberfläche befördert haben. „Viele dieser Brocken könnten direkt aus der einst habitablen Untergrundzone des Mars stammen und bis heute nahezu unverändert an der Oberfläche ihrer Erkundung harren.“ Tatsächlich finden sich denn auch solche Aufbrüche in den bereits angedachten Reichweiten des für die 2020er Jahre anvisierten Mars-Rover-Mission der NASA.

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https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...vulkan20181022/

Mars-Webcam VMC zeigt rätselhafte Wolkenfahne über Mars-Vulkan:


Eine der aktuellen Aufnahme der VMC, Oktober 2018
Copyright: VMC/MarsExpress/ESA
Darmstadt (Deutschland) – Die Webcam VMC an Bord des europäischen Mars-Orbiters „MarsExpress“ zeigt derzeit Aufnahmen, die für kontroverse Diskussionen sorgen. Für den Laien scheint es so, als trete schon seit etwa einem Monat eine gewaltige Rauchfahne aus einem der drei markanten – aber als inaktiv geltenden – Schichtvulkane in der Mars-Region Tharsis Montes aus. Sehen wir hier ein Beleg für einen aktuellen Vulkanausbruch auf dem eigentlich vulkanisch inaktiven Mars? Astronomen vermuten vielmehr ein ungewöhnliches Wolken- bzw. meteorologisches Phänomen. Grenzwissenschaft-Aktuell.de (GreWi) hat nachgefragt und die aktuelle Wissenslage sortiert.

https://www.flickr.com/photos/esa_marswebcam/

Nachdem GreWi-Leserzuschriften auf die Aufnahmen aufmerksam machten zeigte sich, dass auch in den sozialen Medien, hier hauptsächlich via Twitter, auf das Phänomen aufmerksam gemacht und auch hier gefragt wurde, ob die VMC-Aufnahmen vulkanische Aktivität auf dem Mars zeigen.

Auf Nachfrage kommentierte zunächst der Twitterkanal des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) „DLR_next“:
„(Es) Gibt es (solche Phänomene) immer wieder. Sind Wolken, die sich über den Vulkanen bilden (weil Luft an den Hängen nach oben steigt und in der Höhe kondensiert). Zwar dünnere Atmosphäre dort, aber Prozess wie auf der Erde. Kein Vulkanausbruch.“

Hintergrund: Vulkanismus auf dem Mars
Nach derzeitiger Lehrmeinung wäre ein aktiver Vulkan auf Mars wirklich ungewöhnlich
Der Grund: Messungen auf der Grundlage von Kratergrößen-Häufigkeitsverteilungen haben gezeigt, dass große Marsvulkane bereits vor über drei Milliarden Jahren aktiv waren –die letzten großen Ausbrüche auf dem Roten Planeten sich jedoch vor 150 Millionen Jahren ereigneten. Ein jüngst wiedererwachter Marsvulkan wäre also wirklich eine Sensation.

Tatsächlich ist das Phänomen aber nicht erst auf den aktuellen VMC-Aufnahmen zu sehen, sondern schon auf Bildern der Mars-Webcam von Ende September 2018 sichtbar. Es handelt sich also um ein bereits schon seit vergleichsweise langer Zeit anhaltendes Ereignis.

Eine Suche im VMC-Bildarchiv durch Grenzwissenschaft-Aktuell zeigt, dass die wie auch immer geartete Wolkenfahne erstmals auf Aufnahmen der Webcam ab 14. September 2018 (14-09-2018 at 05:14:14, 18-257_05.14.14_VMC_Img_No_35.png) zu sehen ist und auf den davorliegenden früheren Aufnahmen der Tharsis-Montes-Vulkane vom 13. September 2018 (13-09-2018 at 08:16:35, 18-256_08.16.35_VMC_Img_No_34.png) noch nicht zu sehen ist.

Zur Entstehung der „Wolkenfahne“ muss es also irgendwann zwischen dem 13. und 14. September 2018 – unbeobachtbar für die VMC – gekommen sein. Damit ist die „Wolkenfahne“ also schon mehr als einen irdischen Monat lang aktiv.

Neben dem deutlich erkennbaren Schatten, den die Wolkenfahne auf die Planetenoberfläche wirft, sind es auch die ersten Aufnahmen vom 14. September 2018, die für eine relativ große Höhe spricht, auf der sich diese Wolkenfahne ausbreitet – schließlich liegt hier die Planetenoberfläche noch größtenteils im Schatten, während die Wolkenfahne selbst schon hell erkennbar ist.

Über eine weitere mögliche Erklärungs-Variante spekulierte der Astrofotograf Sebastian Voltmer, der für seine spektakulären Aufnahmen des Mars mit Kleinteleskopen bekannt ist gegenüber GreWi-Herausgeber Andreas Müller unter Verweis auf den jüngsten globalen Sandsturm auf dem Mars: „Hierbei könnten sich an den Flanken des Vulkans Arsia Mons größere Mengen des aus der Region ‚Medusae Fossae Formation‘ stammenden Staubes abgesetzt haben, der jetzt durch aufsteigende warme Luft als Fahne weggetragen wird und letztlich verstärkt Feuchtigkeit bindet. In den meisten Fällen entstehen dadurch Wassereis-Wolken.“

Ähnliche große Staub-Phänomene im Gebiet des gewaltigen Canyonsystems Vallis Marineris und verstärkte blaue Eiskristall-Wolken am Nordpol konnte Voltmer jüngst bei seinen Marsbeobachtungen in Namibia dokumentieren.

Über die letzten Jahre hinweg, insbesondere nach dem Marssturm 2005, konnte Voltmer auch helle orographische Wolken über dem Gipfel des größten Vulkans Olympus Mons beobachten.


Die staubige Vallis Marineris-Region (feines Band), die üblicherweise dunkel ist und sich sonst kaum von den umliegenden Regionen abhebt. Die dunklen Tharsis-Vulkane sind links im Bild.
Copyright: Sebastian Voltmer, astrofilm.com

Voltmers Animation der Staubveränderungen, basierend auf Aufnahmen von Juli bis September 2018 des Mars:

https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...binden20181024/

Studie: Mars-Wasser könnte genug Sauerstoff für dortiges Leben binden:

Pasadena (USA) – Im Untergrund des Mars, das zeigen neuste Simulationen, könnte unter bestimmten und durchaus möglichen Umständen stark mit Sauerstoff angereichertes Wasser in flüssiger Form existieren und auf diese Weise unsere bisherigen Vorstellungen von der Lebensfeindlichkeit des Roten Planeten in Frage stellen.

Wie das Team um Woody Fischer vom California Institute of Technology (Caltech) und Kollegen um Vlada Stamenković vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA aktuell im Fachjournal „Nature Geoscience“ (DOI: 10.1038/s41561-018-0243-0) berichten, könnte – so vorhanden – flüssiges Wasser unter der Marsoberfläche deutlich sauerstoffhaltiger sein als dies bislang für möglich erachtet wurde.

Laut den Forschern zeigen die Modellberechnungen, dass der Sauerstoffgehalt des unterirdischen Marswassers theoretisch hoch genug sein könnte, um einfaches sauerstoffabhängige Lebensformen zu ernähren. Diese neuen Ergebnisse wiedersprechen der bislang weitgehend akzeptierten Vorstellung von potentiell lebensfreundlichen und lebensfeindlichen Umgebungen auf dem Mars.

Während die Existenz von flüssigem Wasser auf dem Mars immer noch kontrovers diskutiert wird, gingen selbst davon überzeugte Wissenschaftler bislang mehrheitlich davon aus, dass dieses Wasser aufgrund der extrem dünnen Marsatmosphäre (die 160 mal dünner ist als die der Erde und hauptsächlich aus Kohlendioxid besteht) kaum mit Sauerstoff angereichert sein könne.

„Sauerstoff ist eine Schlüsselzutat wenn es um die Bestimmung der Lebensfreundlichkeit einer Umgebung geht“, erläutern die Forscher. „Auf dem Mars ist Sauerstoff jedoch relativ selten. (…) Deshalb hat bislang auch kaum jemand darüber nachgedacht, ob irgendwo auf dem Mars gelöster Sauerstoff in genügend hohen Konzentrationen vorkommen könnte, als dass sich davon sauerstoffabhängige Mikroben ernährend könnten.“

Die Entdeckung von flüssigem Wasser auf dem Mars ist eines der Hauptziele des Marsprogramms der NASA und erst kürzlich legten Daten der europäischen Sonde „MarsExpress“ ein flüssiges Gewässer unterhalb einer Eisschicht am Südpol des Mars nahe (…GreWi berichtete).


Radaraufnahmen des Marsuntergrunds unweit der permanenten Eiskappe des Mars-Südpols (l.) zeigen ungewöhnlich hell reflektierende Signale (r. blau).
Copyright: ESA/NASA/JPL/ASI/Univ. Rome; R. Orosei et al 2018

Darüber hinaus spekulieren Wissenschaftler immer wieder über salzige Wasserreservoirs unter der Marsoberfläche, die aufgrund von Perchloratsalzen im Boden, wie sie bereits an mehreren Stellen im Marsboden nachgewiesen werden konnten, selbst unter den Niedrigtemperaturen des Mars flüssig bleiben.

Derartiges hypothetisch vorhandenes salziges Wasser im Marsuntergrund stellt denn auch die Grundlage der aktuellen Untersuchungen von Fischer und Stamenković dar. Zunächst hatten die Wissenschaftler ein chemisches Modell dafür entwickelt, wie Sauerstoff in Salzwasser unterhalb des Gefrierpunktes gelöst wird und wie viel Sauerstoff in flüssigem Mars-Wasser absorbiert werden kann. In einem nächsten Schritt entwickelten die Forscher dann ein Klimamodell des Mars für die vergangenen 20 Millionen Jahre.

Die Modellsimulationen zeigen, dass wenn sich in Marstiefländern (wo die Atmosphäre am dichtesten ist) das salzige Wasser nur nahe genug unterhalb der Oberfläche befindet, es bei ausreichend tiefen Temperaturen (unter denen Gase wie Sauerstoff leichter für längere Zeit in Flüssigkeiten gebunden werden können) noch selbst aus der dünnen Marsatmosphäre genügend Sauerstoff absorbieren kann, als das sauerstoffatmende Mikroben davon leben könnten. Der Sauerstoffanteil in derartigem Marswasser würde sogar über dem für aerobe (also Sauerstoff atmende) Mikroben notwendigen Mindestgehalt in den irdischen Ozeanen liegen.

Zudem habe sich die Planetenachse des Mars innerhalb der vergangenen 20 Millionen Jahre derart geneigt, dass sie stärkste Sauerstoffanreicherung des hypothetischen Marswassers innerhalb der vergangenen fünf Millionen Jahre eintrat. Unter den beschriebenen Umständen wäre also zumindest mikrobisches und sauerstoffatmendes Leben auf dem Mars auch noch und gerade heute möglich.

Die Wissenschaftler hoffen nun, dass ihre Ergebnisse von zukünftigen Mars-Missionen miteinbezogen werden, wenn es darum geht, die geeignetsten Orte für die Suche nach Spuren von einstigem aber auch möglicherweise heute noch vorhandenem Marsleben zu identifizieren.

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https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...sereis20181026/

Kein Vulkanausbruch: Wolkenfahne auf dem Mars besteht aus Wassereis:

Bilbao (Spanien) – Besucht man derzeit den Fotostream Webcam „VMC“ an Bord des europäischen Orbiters „Mars Express“, so sieht man, dass der Rote Planet derzeit – und das schon seit rund einem Monat – von einer ungewöhnlich großen Wolkenfahne geziert wird, die dem inaktiven Mars-Vulkan Arsia Mons zu entspringen scheint (…GreWi berichtete). Die neusten Messungen der Sonde zeigen nun aber eindeutig, dass es keine vulkanische Asche-, sondern eine Wassereiswolke ist, wie sie über dem Vulkan immer wieder beobachtet werden können.

Wie Grenzwissenschaft-Aktuell.de (GreWi) berichtete, gibt es neben der Wolkenfahne selbst bislang auch keinerlei Hinweise für vulkanische Aktivität auf dem Mars. Statt dessen vermutete der Astrofotograf und Mars-Spezialist auf diesem Gebiet Sebastian Voltmer schon gegenüber GreWi, dass sich an den Flanken des Vulkans „größere Mengen aus der Region ‚Medusae Fossae Formation‘ stammenden Staubes abgesetzt haben, wie er erst im vergangenen Juli des gesamten Mars-Globus eingehüllt hatte, der jetzt durch aufsteigende warme Luft als Fahne weggetragen wird und letztlich verstärkt Feuchtigkeit bindet. In den meisten Fällen entstehen dadurch Wassereis-Wolken.“

Auch andere Astronomen und Planetenwissenschaftler haben sich mittlerweile ähnlich geäußert und vermuten, dass es sich bei der Fahne um eine besonders stark ausgeprägte Form sogenannter orographischer Wolken handelt.

Tatsächlich sind diese Wolken gerade vom jetzt wieder im Fokus stehenden Schildvulkan Arsia Mons bereits bekannt und konnten hier schon früher – wenn auch weniger intensiv als aktuell – beobachtet und dokumentiert werden. Nach 2009 und 2011 beispielsweise vom indischen ISRO Mars-Orbiter 2015 (s. folgende Abb.).


Eine von Justin Cowart bearbeitete Aufnahme einer von der Flanke des Arsia Mons fortwehenden Wolkenfahne 2015(!), aufgenommen vom Orbiter der indischen Mars-Orbiter-Mission (MOM).
Copyright: ISRO / ISSDC / J.Cowart

Nachdem die die Mars-Webcam betreibende Europäische Raumfahrtagentur ESA die bisherigen Aufnahmen der „Wolkenfahne“ unkommentiert lies, hat sie am 25. Oktober 2018 auch eine offizielle Information dazu veröffentlicht.

Auch darin wird erläutert, dass es sich um eine orografische Wassereiswolke, also um „ein atmosphärisches Merkmal handelt“, die von der Lee-Seite des 20 Kilometer hohen Vulkans ausgehe das nicht mit vulkanischer Aktivität in Verbindung“ stehe und immer wieder beobachtet werden kann.

Hintergrund: Vulkanismus auf dem Mars
Nach derzeitiger Lehrmeinung wäre ein aktiver Vulkan auf Mars wirklich ungewöhnlich
Der Grund: Messungen auf der Grundlage von Kratergrößen-Häufigkeitsverteilungen haben gezeigt, dass große Marsvulkane bereits vor über drei Milliarden Jahren aktiv waren –die letzten großen Ausbrüche auf dem Roten Planeten sich jedoch vor 150 Millionen Jahren ereigneten. Ein jüngst wiedererwachter Marsvulkan wäre also wirklich eine Sensation.

Ihre Einschätzung stützt die ESA mittlerweile auch auf Beobachtungen und Vermessungen der Wolke mit Hilfe der hochauflösenden High Resolution Stereo Camera (HRSC) an Bord von und des Spektrometers OMEGA „Mars Express“. Wie schon die ISRO-Aufnahme von 2015, so zeigen auch die aktuellen Aufnahmen deutlich, dass es sich um eine Wolke über, und nicht um eine Rauchfahne aus dem Vulkankegel oder gar -Krater handelt und diese weiterhin geschlossen ist.

Die ESA erklärt dazu weiter:
„Die nördlichen Mars-Hemisphäre hat am 16. Oktober gerade ihre Wintersonnenwende erlebt. In den zur Wintersonnenwende weisenden Monaten, verschwindet die meiste Wolkenaktivität über den großen Mars-Vulkanen wie Arsia Mons, deren Gipfel das restliche Jahr über in Wolken gehüllt sind.“

Das Aussehen der Wolke verändere sich mit des Tagesverlauf, berichtete die ESA weiter. „Sie zieht sich aufgrund der lokalen Abwärtswinde am Morgen fast parallel zum Mars-Äquator in die Länge und erreicht auf diese Weise ihre beachtliche Ausdehnung, aufgrund derer sie sogar mit Teleskopen von der Erde aus zu sehen ist.“


Erdgestütze Mars-Aufnahme des Astrofotografen Brett Turner vom 25.09.2018. Die Wolkenfahne ist am linken Rand des Marsglobus als dunkler horizontaler Streifen etwas oberhalb des gedachten Äquators zu sehen. Copyright: Brett Turner

Wie schon Voltmer gegenüber GreWi erläuterte, steht die Entstehung von Wassereiswolken in einem Zusammenhang mit dem Staub in der Atmosphäre, weshalb auch die ESA die Entstehung der aktuellen Wolkenfahne mit dem jüngsten globalen Sandsturm im vergangenen Juni und Juli in Verbindung bringt. Von einer genaueren Beobachtung der Wolke erhoffen sich die ESA-Wissenschaftler nun neue Informationen über die Auswirkungen des atmosphärischen Staubs auf die Entwicklung von Wolken und deren Veränderlichkeit im marsianischen Jahreslauf.

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https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...m-mars20181105/

Astrobiologen identifizieren weitere 33 einstige Seen auf dem Mars:


Farbaufnahme der Mars-Region Hellas Planitia.
Copyright: NASA/JPL/USGS
Mountain View (USA) – Wo Wasser ist, da ist auch Leben- Das gilt zumindest für unsere Erde. Auf dem Mars haben US-Wissenschaftler die Orte von 33 einstigen Seen ausfindig gemacht, in denen Niederschläge und Grundwasser einst lebensfreundliche Bedingungen auf dem Roten Planeten erzeugt hatten.

Wie das Team um Forscher um Virginia C. Gulick vom SETI Institute und Henrik I. Hargitai vom Ames Research Centers der NASA aktuell im Fachjournal „Astrobiology“ (DOI: 10.1089/ast.2018.1816) berichten, haben sie zusätzlich zu einem bereits zuvor entdeckten einstigen See in der südlichen Mars-Hemisphäre 33 Orte sog. Paläo-Seen entdeckt, in denen sich einst flüssiges Wasser gesammelt hatte, als das Klima des Mars noch wärmer und feuchter war.

Grundlage der aktuellen Studie und der Entdeckung der 33 weiteren einstigen Seen ist eine hydrogeografische Analyse der Region, in der die heute noch sichtbaren natürlichen Rinnen, Kanäle, Mulden und charakteristischen Sediemntablagerungen identifiziert und topografisch analysiert wurden, um zu sehen, an welchen Orten sich das hier in Form von Bächen und Flüssen abfließende Wasser von Niederschlägen und Grundwasserquellen gesammelt hatte.


Karte der insgesamt 34 Paläo-Seen in der Marsregion Hellas Planitia.
Copyright: Gluick, Hargitai et al.

Offenbar war der frühe Mars also regelrecht mit Gewässern übersät, wodurch die Wahrscheinlichkeit zumindest für einstiges Mars-Leben einmal mehr steigt. Die Entdeckung dieser Paläo-Seen sehen die Forscher somit auch als wichtigen Schritt bei der Suche nach Leben auf dem Roten Planeten. Denn an den Orten dieser einstigen Seen könnten sich heute noch Spuren einstigen Lebens finden lassen.

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„Natürliche Batterien“ ermöglichen Synthese organischen Kohlenstoffs auf dem Mars:


Kompositaufnahme des Mars aus hunderten Fotos des Viking-Orbiters.
Copyright: NASA
Washington (USA) – Organische Kohlenstoffverbindungen auf dem Mars könnten auch nicht-biologischen Ursprungs sein und durch eine Reihe von elektrochemischen Reaktionen zwischen salzigen Flüssigkeiten und vulkanischem Material entstehen.

Wie Forscher um Andrew Steele von der Carnegie Institution for Science aktuell im Fachjournal „Science Advances“ (DOI: 10.1126/sciadv.aat5118) berichten, untersuchten sie Material der drei Mars-Meteoriten „Tissint“, „Nakhala“ und „NWA 1950“ und entdeckten darin eine Vielzahl organischen Kohlenstoffs, wie er jenen Kohlenstoffverbindungen gleicht, die auch der Mars-Rover „Curiosity“ auf dem Mars selbst schon gefunden hatte.

Schon 2012 führte Steele ein Team von Wissenschaftlern an, das organische Kohlenstoffverbindungen in 11 Marsmeteoriten entdeckt hatte (…GreWi berichtete) und wie sie hier nicht durch irdische Kontamination hineingelangt sein konnten, aber nicht das Ergebnis biologischer Prozesse waren. In ihrer neuen Studie widmeten sich die Forscher nun der Frage, wie organischer Kohlenstoff auf dem Mars auf non-biologische Weise entstehen kann.

Organische Moleküle enthalten Kohlen- und Wasserstoff und manchmal auch Spuren von Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel und anderer Elemente. Organische Verbindungen werden für gewöhnlich mit Leben assoziiert, obwohl sie auch auf gänzlich nicht-biologische Weise, sogenannte abiotische Prozesse organischer Chemie entstehen können.

„Indem wir aufzeigen, durch welche Prozesse organische Kohlenstoffverbindungen auf dem Mars auch abiotisch entstehen können, erhalten wir auch neue Informationen über die potentielle Lebensfreundlichkeit des Mars“, so Steele.

Mittels transmissionselektronenmikroskopischer und spektroskopischer Analysen zeigen Steele und Kollegen auf, dass die organischen Verbindungen in den drei Marsmeteoriten vermutlich durch elektrochemische Korrosion von Mineralien im Marsgestein durch sie umgebende salzhaltige Flüssigkeiten entstanden sind.

„Die Entdeckung, dass natürliche Systeme grundsätzlich kleine durch Korrosion getriebene ‚Batterien‘ möglich sind, die elektrochemische Reaktionen zwischen Mineralien und sie umgebender Flüssigkeiten antreiben, hat bedeutende Konsequenzen für die Astrobiologie“, erläutert Steele weiter.

So könnte ein ähnlicher Prozess auch auf anderen Himmelskörper stattfinden – überall dort, wo Gestein und die darin beinhalteten Mineralien mit salzigen Flüssigkeiten in Verbindung kommen. Zu diesen Orten gehören auch die verborgenen Salzwasserozeane der Jupiter- und Saturnmonde Europa und Enceladus und natürlich auch irdische Umgebungen, gerade auch auf der einst noch jungen Erde.

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https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...-aktiv20181109/

Nachgefragt: Wolkenfahne über Marsvulkan immer noch „aktiv“:


Eine der neusten Aufnahmen (06.11.2018) der Wassereiswolke über der Flanke des Mars-Vulkans Arsia Mons.
Copyright: ESA/VMC
Bilbao (Spanien) – Zwei Monate nach ihrer Erstentdeckung ist immer noch eine gewaltige Wolkenfahne über der Flanke des Marsvulkans Arsia Mons zu sehen. Grenzwissenschaft-Aktuell.de (GreWi) hat bei der ESA nachgefragt.

Schon seit Anfang September ziert eine gewaltige Wolkenfahne die Tharsis-Region des Roten Planeten. Da sie über der Flanke des Marsvulkans Arsia Mons entsteht, weckte sie zunächst Spekulationen darüber, es könne sich um eine vulkanische Aschewolke handeln (…GreWi berichtete). Mittlerweile zeigten Messungen jedoch, dass es sich um eine aus Wassereis bestehende sog. orografische bzw. Lee-Wolke handelt (…GreWi berichtete).


Diese von GreWi bearbeitete Version der Aufnahme der hochauflösenden HRSC-Kamera an Bord von Mars-Express, aufgenommen am 21. September 2018(!) arbeitet die Eigenschaften der Wolke noch deutlicher hervor.
Copyright: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO (Bearb.: grewi.de)

Entdeckt wurde die Wolke erstmals auf den Aufnahmen der VMC-Webcam an Bord des europäischen Mars-Orbiters „MarsExpress“. Geleitet wird das VMC-Projekt von Prof. Dr. Agustin Sánchez-Lavega von der Universidad del País Vasco.


Prof. Agustin Sánchez-Lavega
Copyright: UPV/EHU

GreWi: Herr Sánchez-Lavega, die Wolke wurde bereits Anfang September entdeckt und wie sie bereits erläutert haben, handelt es sich um eine kuriose aber mehr oder weniger gewöhnliche Lee- bzw. orografische Wolke. Ist es selbst unter den Bedingungen des Mars normal, dass eine solche Wolke so lange vorhält?

Prof. Agustin Sánchez-Lavega: Ja durchaus. Tatsächlich gibt es immer wieder solche orografischen Wolken gerade über den Vulkanen der Tharsis-Region während des Aphelions, also Frühling und Sommer in der nördlichen Mars-Hemisphäre. Diese können bis zu 300 Tage andauern.“

GreWi: Diese Wolke ist nun schon seit knapp zwei Erdmonaten zu sehen. Können Sie kurz etwas genauer erklären, wie solche Wolken entstehen?

Prof. A. Sánchez-Lavega: Die Wolke wurde erstmals bereits am 6. November entdeckt. Mit der VMC haben wir sie dann am 13. September erstmals ganz gesehen.

Solche Wolken entstehen in den frühen Morgenstunden und der lange Schweif, die Fahne, wächst bis in die Mittagsstunden hinein und verschwindet dann vermutlich im Laufe des Nachmittags und während der Nacht.

GreWi: Wird die Wolke weiterhin beobachtet und untersucht?

Prof. A. Sánchez-Lavega: Ja. Derzeit versuchen wir die genauen Bedingungen noch besser zu verstehen, wie diese Art orgrografischer Wolken an der Flanke von Arsia Mons aus Wassereis in dieser Jahreszeit entstehen.

GreWi: Besten Dank für Ihre Antworten und Ausführungen.

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https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...methan20181217/

Forscher rätseln über verschwundenes Mars-Methan:


Künstlerische Darstellung des „Trace Gas Orbiter“ (Illu.).
Copyright: ESA/ATG medialab


Brüssel (Belgien) – 2004 sorgte der Nachweis von Methan in der Mars-Atmosphäre erstmals für Spekulationen darüber, dass das Mars-Methan nicht nur geologischen, sondern vielleicht sogar biologischen Ursprungs sein könnte. Als dann zehn Jahre später der Mars-Rover „Cuiosity“ sogar periodische Anstiege des Methangehalts nachweisen konnte, erhielt die Hoffnung hierfür verantwortliche heute noch lebende Mars-Mikroorganismen erneut Nahrung. Seit 2016 umkreist der europäische Satellit „Trace Gas Orbiter“ (TGO) den Roten Planeten um das Methan-Rätsel des Mars und die Frage nach dessen möglicher biologischer Herkunft zu klären. Doch seit Missionsbeginn konnte die Sonde keine Anzeichen für Methan finden.

Erstmals entdeckt wurde das Mars-Methan 2004 durch den Orbiter der europäischen Mission „Mars-Express“. Seither wurde das Vorhandensein des Gases in der Marsatmosphäre immer wieder auch von Folgemissionen bestätigt. Zugleich stand (und steht weiterhin) jedoch die Frage im Raum, ob das Methan durch geologische oder biologische Aktivitäten freigesetzt wird (…GreWi berichtete).

Während des nördlichen Mars-Sommers 2014 registrierte der NASA-Marsrover „Curiosity“ dann einen plötzlichen Anstieg des Methangehalts in der Atmosphäre im Vergleich zu den sonstigen Durchschnittswerten um das etwa Zehnfache und später dann auch wieder einen Rückgang der Werte. Aus der Beobachtung schloßen die NASA-Wissenschaftler, dass es eine lokale Quelle des plötzlichen Anstiegs in der Nähe des Rovers geben muss (…GreWi berichtete).

Um das Rätsel des Mars-Methans zu lösen, startete die europäische Raumfahrtagentur ESA 2016 den Spurengas-Satelliten „Trace Gas Orbiter“ (TGO), der seither mit zwei hochempfindlichen Spektrometern die Mars-Atmosphäre analysiert.

Obwohl beide Instrumente einwandfrei funktionieren berichteten Missionswissenschaftler um Ann Carine Vandaele vom königlich belgischen Institut für Weltraumforschung auf dem Halbjahrestreffen der American Geophysical Union (AGU) in Washington aktuell von der ersten Auswertung der Analysen. Zum Erstaunen der Wissenschaftler hat TGO seit Beginn der Mission „keine Hinweise für Methan“ auf dem Mars gefunden – und das auch nicht in Oberflächennähe.

Auch für Chris Webster vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, der die Arbeiten mit dem Methan-Sensor an Bord von „Curiosity“ leitet, sind die Ergebnisse überraschend, hatte sein Team anhand der früheren Daten doch zumindest mit Methanwerten von 0,2-ppb (parts per billion = Teile pro Milliarden) gerechnet. „Sciencemag.org“ zitiert den Wissenschaftler dennoch zuversichtlich, habe sein Team doch ebenfalls sechs Monate benötigt, um den Methananstieg zu orten und einen jahreszeitlichen Zyklus festzustellen: „Ich bin zuversichtlich, dass wir mit der Zeit eine Übereinstimmung der Daten feststellen werden.“

Das Curiosity-Team um Webster vermutet, dass das Mars-Methan aus dem Mars-Untergrund emporsickert und entweder aus geologischen oder biologischen Quellen, ganz sicher aber vom Mars selbst stammt.

Letztere Erkenntnis zeichnete sich schon 2009 ab (…GreWi berichtete) als Wissenschaftler ausschlossen, dass das Mars-Methan von Meteoriten stammen könnte. Auch die TGO-Werte sprechen nun gegen diese Theorie: „Das Mars-Methan kommt nicht von oben bzw. außen auf dem Planeten“, so Webster und bezeichnet diese Erkenntnis schon als „bedeutendes Ergebnis“.

Zugleich stellt sie die Forscher aber auch vor ein weiteres Rätsel: Denn tatsächlich sollten jedes Jahr hunderte Tonnen kosmischen organischen Kohlenstoffs durch die Marsatmosphäre auf die Oberfläche gelangen und hier mit der Sonneneinstrahlung Methan entstehen lassen, zitiert „Science“ den Planetenwissenschaftler John Moores von der kanadischen York University: „Wo aber ist dieses ganze Methan – wohin verschwindet es?“

Während „Curiosity“ im Mars-Krater Gale aktiv ist und hier auch seine Methan-Entdeckung gemacht hat, sollte der Gale-Krater aber nicht der einzige Ort auf dem Roten Planeten sein, an dem Methan freigesetzt wird, kommentiert die Planetenwissenschaftler Sushil Atreya von der University of Michigan die Ergebnisse. Doch selbst wenn es noch weitere 5.000 solcher Orte geben würde, würde sich das Methan in der Marsatmosphäre extrem stark verdünnen: „Die Werte könnten sich sogar derart stark verdünnen, dass das Gas so gut wie nicht mehr nachweisbar wäre.“

Während das Rätsel um das Mars-Methan anhand der neuen Daten also noch größer geworden ist, soll der TGO noch bis 2022 die Mars-Atmosphäre analysieren. Je mehr Mars-Jahre dabei erfasst werden, desto deutlicher sollte auch die Datenlage werden – hoffen die Mars-Wissenschaftler.

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https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...r-gale20181230/

3D-Fotogrammetrie liefert weitere Beweise für Spurenfossilien im Mars-Krater Gale:


Curiosity-ChemCam-Mikroskopaufnahme der Strukturen vom 31. Dezember 2017.

https://mars.nasa.gov/msl/multimedia/raw...mera=CHEMCAM%5F
Copyright: NASA/JPL-Caltech/LANL

Buckingham (Großbritannien) – Vor knapp einem Jahr sorgten Aufnahmen des NASA-Marsrovers „Curiosity“ für Aufsehen, zeigten sie doch kleinste Strukturen im Gestein der des Arbeitsortes Vera Rubin Ridge im Gale-Krater, wie sie einige Astrobiologen bis heute für Spurenfossilien vielleicht sogar höherer Organismen halten (…GreWi berichtete). Mit einer neuen 3D-fotogrammetrischen Analyse der Strukturen untermauert der der Astrobiologe Barry E. DiGregorio diese Theorie nun erneut. Grenzwissenschaft-Aktuell.de (GreWi) berichtet exklusiv schon vorab über die Ergebnisse.

Wie DiGregorio vom Buckingham Centre for Astrobiology an der University of Buckingham in einem Abstrakt berichtet, sprechen auch die Ergebnisse seiner neuen Analyse gegen die Lesart der NASA-Missionswissenschaftler, laut der es sich bei den metallfarbenen und röhrenförmigen Mikrostrukturen im als „Haroldswick“ bezeichneten Stein im Gale-Krater, der vor 3,5 Milliarden Jahren einen See beherbergt hatte, am wahrscheinlichsten um rein mineralogische bzw. kristalline Rückstände oder die Reste von mit fossilierten Sedimenten angefüllten Hohlräumen handelt.

Schon zuvor hatte DiGregorio erklärt, dass die Eigenschaften der Strukturen seiner Meinung nach sehr viel eher jenen sogenannter (fossilierter) Bioturbation entsprechen. Als Bioturbation bezeichnen Geologen und Biologen das Durchwühlen und Durchmischen (Turbation) von Böden oder Sedimenten durch Lebewesen. Die vielleicht allgemein bekanntesten Beispiele hierfür sind die Röhren und Gänge, die Regenwürmer und Muscheln um Boden hinterlassen (…GreWi berichtete).

https://mars.nasa.gov/msl/multimedia/raw...E01_DXXX&s=1905

Jetzt kommentiert der Astrobiologe die NASA-Erklärung, dass die seither durchgeführten Analysen des Sedimentgesteins vor Ort belegen, dass es sich bei dem einstigen See um einen Frischwassersee und nicht um einen Salzwassersee gehandelt hatte. „Zugleich ist bekannt, dass salzige Sedimente nicht von metallischer Erscheinung sind. Während ‚Curiosity‘ darum bemüht war, die metallisch-wirkenden Strukturen chemisch zu analysieren, konnten dabei jedoch keine brauchbaren Daten gewonnen werden und die Missionswissenschaftler entschieden sich, den geplanten Weg des Rovers fortzusetzten und sich auf einen Forschungsziel in nur 11 Metern Entfernung zu konzentrieren.“


3D-fotogrammetrische Vergrößerung einer der röhrenartigen Strukturen im Umgebungsgestein „Haroldswick“ am Curiosity-Arbeitsort „Vera Rubin Ridge“ im Gale-Krater. Copyright/Quelle: NASA / Barry E. DiGregorio

Gegenüber Grenzwissenschaft-Aktuell.de berichtet DeGregorio, er habe die Curiosity-Wissenschaftler darauf angesprochen, woraufhin diese schlichtweg erwidert hätten, man habe das Ziel „verfehlt“. „Merkwürdigerweise wurde kein weiterer Versuch einer Analyse der Mikrostrukturen unternommen, obwohl bislang auf dem Mars nichts Vergleichbares gefunden wurde. Der Rover wurde am 1923. Missionstag einfach nur von Haroldswick abgezogen und zu einem 11 Meter entfernten Arbetsort beordert.“

https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...en-vor20180309/

Wie DiGregorio weiterhin erläutert, gibt es zur Identifikation irdischer Spurenfossilien (Ichnofossilien) u.a. die Methode der Analyse mittels der 3D-Morphologie. Er und Kollegen hätten die Mikrostrukturen auf dem Mars nun mit Hilfe eines 3D-fotogrammetrischen Bildanalyseprogramms untersucht, mit dem es möglich ist, die Strukturen aus verschiedenen Blickwinkeln darzustellen und zu untersuchen.

Bei den meisten irdischen Spurenfossilien handelt es sich um von Organismen im Boden hinterlassene Eindrücke, Gänge, Tunnel, Schäfte und Kammern, die sich später mit Sediment füllten und versteinerten. Fossilien der bereits beschriebenen irdischen Bioturbation können – abhängig von den sie einst verursachenden Lebewesen – von einigen wenigen Nanometern bis hin zu mehreren Metern Länge variieren.

In ihrer Studie haben sich DiGreGorio und Kollegen an den u.a. Dirk Knaust und Kollegen beschriebenen Identifikations-Kriterien für Bioturbation orientiert und stellen fest: „Die Farbe und Textur der Strukturen auf dem Mars sind deutlich dunkler als das sie umgebende Gestein. Die länglichen Strukturen gleichen in auffallender Weise Planolites- und Thalassinoides-Bauten des irdischen Ordoviziums (vor rund 485,4 – 443,4 Mio. Jahren). Bei genauerer Betrachtung scheinen die Strukturen in das Umgebungsgestein ein- und daraus hervorzutauchen – ganz genau so, wie Beispiele irdischer Bioturbation. Die Größte der Strukturen auf dem Mars ist ca. 10 Millimeter lang und scheint falsche Verzweigungen aufzuweisen, die sich mit anderen kreuzen. Dieses Merkmal spricht gegen die Vorstellung, dass wir es hier mit einer Struktur zu tun haben, die durch ein schrumpfende (mineralogische) Rissfüllung entstand (wie es die NASA-Erklärung nahelegt). Zudem finden sich – wie in vielen vergleichbaren irdischen Spurenfossilien – auch auf dem Mars kleine Löcher im Umgebungsgestein, die jedoch ebenfalls nicht auszementiert sind und somit, wie gesagt, eher irdischer Bioturbation gleichen.“

„Sollte unsere Hypothese also zutreffen“, so bemerkt DiGregorio abschließend, „so würde dies bedeuten, dass auf dem frühen Mars mikrobisches und mehrzelliges Leben vielleicht schon eine Milliarde Jahre früher entstand als auf der Erde. Ein Frischwassersee auf dem Mars vor rund 3,5 Milliarden Jahren würde dann nahelegen, dass der Mars und nicht die Erde die erste blaue Murmel in unserem Sonnensystem war.“

– Alle weiteren Details will DeGregorio im kommenden Jahr auf verschiedenen Mars-Konferenzen und in einem ausführlichen Fachartikel vorstellen.

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