Der Mars war einst ein feuchter, womöglich sogar lebensfreundlicher Planet. Zahlreiche Gletscher, die sich in einem ausgedehnten Gürtel in mittleren Breiten der nördlichen und südlichen Hemisphäre um den Roten Planeten ziehen, gelten als Zeugnisse dieser wasserreichen Vergangenheit. Auch typische Landschaftsformationen wie mittlerweile trockene Flusstäler und charakteristische Sedimentablagerungen weisen darauf hin, dass der Mars bis vor rund 3,8 Milliarden Jahren von einer dichten Gashülle umgeben war und damit auch über entsprechend höhere Temperaturen verfügt hat. Möglicherweise waren sogar weite Teile seiner Oberfläche von Ozeanen bedeckt.

Spannende Chemie im Gale-Krater

Für die Entwicklung von Leben, wie wir es auf der Erde kennen, braucht es allerdings auch die entsprechenden chemischen Komponenten – und die könnte es tatsächlich auf dem Roten Planeten geben: Auf Anzeichen für diese Schlüsselzutaten des Lebens ist der Curiosity-Rover der Nasa bei seinen Untersuchungen des Marsbodens im Gale-Krater gestoßen. Mithilfe der von Curiosity erbohrten Proben konnten Forschende nun erstmals die Gesamtmenge organischer Kohlenstoffe im Marsgestein messen.

"Unsere Resultate helfen uns zu verstehen, wie viel des notwendigen Ausgangsmaterials für die präbiotische Chemie und möglicherweise sogar für Leben auf dem Mars verfügbar ist", erklärt Jennifer Stern, Hauptautorin der im Fachjournal "Pnas" erschienene Studie vom Goddard Space Flight Center der Nasa. "Uns ist es gelungen, zwischen 200 und 273 ppm (Parts per million) an organischen Kohlenstoffen in den Proben zu identifizieren. Dies ist vergleichbar mit jenen Mengen, die in Gesteinen an manchen irdischen Orten gefunden werden, etwa in Regionen der Atacama-Wüste in Südamerika."

3,5 Milliarden Jahre altes Sedimentgestein

Die Gesteinsproben waren in rund 3,5 Milliarden Jahre altem Sedimentgestein in der Yellowknife-Bay-Formation des Gale-Kraters gesammelt worden, die Curiosity seit seiner Landung auf dem Mars im Jahr 2012 untersucht hat. Wissenschafterinnen und Wissenschafter gehen davon aus, dass die Sedimente durch physikalische und chemische Verwitterung von Vulkangestein entstanden sind, die sich am Grund eines Sees abgelagert haben.

Curiosity analysierte die Gesteine mit seinem SAM-Instrument (Sample Analysis at Mars), das die in den Proben enthaltenen organischen Kohlenstoffe mithilfe von Sauerstoff und Hitze in Kohlendioxid umwandelt. Aus der Menge des so entstandenen Kohlendioxids berechnet das Instrument, wie viel organische Kohlenstoffe in der ursprünglichen Probe enthalten waren. Aus dem ermittelten Isotopenverhältnis wiederum konnten die Forschenden die Quelle des Kohlenstoffs schließen.

Biologische Quellen möglich

"Diese Isotopendaten verraten uns, welcher Anteil des Gesamtkohlenstoffs organischer Kohlenstoff und welcher Anteil mineralischer Kohlenstoff ist", sagt Stern. Die Resultate freilich sind nicht ganz eindeutig: Eine biologische Quelle der gemessenen Isotope kann zwar keineswegs ausgeschlossen werden, allerdings könnten sie auch vulkanischen oder meteoritischen Ursprungs sein, was die Wissenschafter zumindest vorerst auch für wahrscheinlicher halten.

Abgesehen von den organischen Kohlenstoffen identifizierten die Forschenden aber auch andere Hinweise darauf, dass der Gale-Krater einstmals zumindest theoretisch Leben beherbergt haben könnte, darunter insbesondere chemische Energiequellen wie Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel. "Grundsätzlich war dieser Ort also eine lebensfreundliche Umgebung", meint Stern. Ob es hier jedoch Leben tatsächlich gegeben hat (oder womöglich noch immer gibt), bleibt Gegenstand weiterer Untersuchungen. (tberg, 6.7.2022)