Risse in Mars-Schlamm geben Hinweis auf Leben

„Gab oder gibt es Leben auf dem Mars?“, ist eine der beliebtesten astronomischen Fragen, die sich Menschen auf der ganzen Welt immer wieder stellen. Einen einheitlichen Konsens oder gar Beweise für Leben gibt es bis heute nicht.

Der Antwort näher wollen nun französische Forscher gekommen sein. Anhand von Bildern des NASA-Marsrovers „Curiosity“ untersuchten diese einen Flickenteppich gut erhaltener alter Schlammrisse.

Wie die Erde, so der Mars?

Was auf der Erde funktioniert haben könne, soll auch auf dem Mars stattgefunden haben, so die Annahme vieler Astronomen. Doch noch heute ist sich die Forschung uneins, wie das Leben auf der Erde begann. Die bislang vorherrschende Theorie besagt, dass Wasser und der stetige Wechsel von feuchten und trockenen Bedingungen eine wichtige Rolle dabei gespielt habe. Erst damit sollen sich komplexe chemische Bausteine gebildet haben, die für mikrobielles Leben notwendig sind.

Aus diesem Grund weckten die charakteristischen sechseckigen Schlammmuster auf dem Mars sofort das Interesse von Astronomen: Sie scheinen ein erster Beweis für Feucht-Trocken-Zyklen auf dem Roten Planten zu sein.

„Diese besonderen Schlammrisse bilden sich, wenn feucht-trockene Bedingungen wiederholt auftreten – vielleicht jahreszeitlich bedingt“, erklärt William Rapin vom französischen Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie und Hauptautor der Studie.

Erst Schlamm, dann Wüste

Curiosity entdeckte die sogenannten „Pontours“-Schlammrisse bereits 2021 im Gale-Krater, nachdem er eine Gesteinsprobe entnommen hatte. Diese zeigt eine Übergangszone mit einer tonhaltigen Schicht und einer höher gelegenen, mit Sulfaten angereicherten Schicht. Während sich Tonminerale normalerweise im Wasser bilden, entstehen Sulfate in der Regel, wenn das Wasser verdunstet. Demnach spiegelt die Probe also verschiedene Epochen der Mars-Geschichte wider: eine wasserreiche Periode mit Seen und Flüssen, gefolgt von einer Trockenperiode.

Die neu entdeckten Schlammrisse liefern sichere Beweise für die Existenz von Wasser auf dem Mars. Foto: NASA/JPL-Caltech/MSSS/IRAP

Wenn Schlamm austrocknet, schrumpft er und bricht in T-förmige Verbindungen auf. Genau das hat Curiosity zuvor bei „Old Soaker“ – ebenfalls im Gale-Krater – entdeckt. Im Gegensatz dazu scheint es bei der aktuellen Entdeckung wiederholt zu Wassereinbrüchen gekommen zu sein, da hier die Verbindungen nicht T-förmig, sondern weicher und Y-förmig wurden, bis sie schließlich das sechseckige Muster bildeten.

Diese sechseckigen Risse bildeten sich auch dann weiter, als sich neues Sediment ablagerte. Dies deute darauf hin, dass die feucht-trockenen Bedingungen über lange Zeiträume hinweg anhielten. Eine anschließende Untersuchung der Probe bestätigte eine harte Sulfatkruste an den Rändern der Risse, was die Schlammrisse erosionsbeständig machte und sie für Milliarden von Jahren konserviert. „Dies ist der erste greifbare Beweis dafür, dass das antike Klima des Mars regelmäßige erdähnliche Nass-Trocken-Zyklen aufwies“, so Rapin.

Die richtigen Bedingungen für Leben

Doch die Forscher gehen sogar noch einen Schritt weiter: „Aber noch wichtiger ist, dass feucht-trockene Zyklen für die molekulare Evolution, die zu Leben führen könnte, hilfreich – wenn nicht sogar notwendig – sind.“

Wichtig sei dabei jedoch das richtige Gleichgewicht: nicht zu viel Wasser, nicht zu wenig. So seien die Bedingungen, um mikrobielles Leben aufrechtzuerhalten, nicht die gleichen wie jene zur Förderung gezielter chemischer Reaktionen, die zur Bildung von Leben notwendig sind. Ein Schlüsselprodukt dieser chemischen Reaktionen seien lange Ketten kohlenstoffbasierter Moleküle, die als Polymere bezeichnet werden. Dazu gehören auch Nukleinsäuren, also Moleküle, die als chemische Bausteine für Leben, wie wir es kennen, gelten. Laut den Forschern steuern Nass-Trocken-Zyklen die Konzentration der Chemikalien und schaffen so die Grundlage zur Bildung von Polymeren.

„In elf Jahren haben wir zahlreiche Beweise dafür gefunden, dass es auf dem alten Mars mikrobielles Leben gegeben haben könnte. Jetzt aber hat die Mission Beweise für Bedingungen gefunden, die auch die Entstehung von Leben begünstigt haben könnten“, sagt der NASA-Forscher Ashwin Vasavada.

Im Gegensatz zur Erde, die aufgrund von Plattentektonik ihre Oberfläche ständig bewegt und so uralte Zeugnisse begräbt, kann auf dem Mars ein möglicher Prozess zur Entwicklung von Leben untersucht werden. Ohne tektonischen Platten auf dem Mars bleiben viel ältere Perioden und die Geschichte des Planeten erhalten. „Wir können uns glücklich schätzen, dass wir einen Planeten wie den Mars in der Nähe haben, der noch immer die Erinnerung an die natürlichen Prozesse bewahrt“, so Rapin.

Die Studie erschien am 9. August 2023 im Fachblatt „Nature“.