(Bild: © NASA / JPL-Caltech / MSSS)
Asteroideneinschläge könnten geholfen haben Mars ein lebensfreundlicherer Ort - und zwar nicht nur durch die Lieferung von Wasser und den kohlenstoffbasierten Bausteinen des Lebens, wie wir es kennen, an den Roten Planeten.
Eingehender Weltraum rockt Möglicherweise hat es vor langer Zeit auch geholfen, den Mars mit biologisch nutzbaren Formen von Stickstoff zu besäen, wenn die Atmosphäre des Planeten damals reich an Wasserstoff (H2) war, berichtet eine neue Studie.
Im Jahr 2015 NASAs Mars Rover Curiosity entdeckte Nitrat (NO3) in den Felsen des Gale Crater, dem 154 Kilometer breiten Loch im Boden, das der sechsrädrige Roboter seit 2012 erforscht. Nitrat ist eine "feste" Form von Stickstoff; Lebensformen, zumindest wie wir sie auf der Erde kennen, können den Stickstoff von NO3 abfangen und in Biomoleküle wie Aminosäuren einbauen. Dies steht im Gegensatz zu "nicht fixiertem" gasförmigem Stickstoff (N2), der zwei fest gebundene, inerte und relativ unzugängliche Stickstoffatome aufweist. (Diese Unzugänglichkeit erklärt, warum Landwirte ihre Felder düngen, obwohl die Luft auf der Erde fast 80 Prozent N2 beträgt.)
Wissenschaftler sind sich nicht sicher, woher das Gale Crater-Nitrat stammt - und hier kommt die neue Studie ins Spiel.
Ein Forscherteam simulierte das früh Marsatmosphäre durch Befüllen von Kolben mit verschiedenen Gemischen von Wasserstoff-, Stickstoff- und Kohlendioxidgasen. Die Wissenschaftler strahlten die Kolben mit Infrarotlichtimpulsen aus, um die Stoßwellen nachzuahmen, die von Asteroiden erzeugt wurden, die in die Luft des Roten Planeten pflügten, und maßen dann, wie viel Nitrat gebildet wurde.
"Die große Überraschung war, dass die Nitratausbeute zunahm, wenn Wasserstoff in die laserschockierten Experimente einbezogen wurde, die Asteroideneinschläge simulierten", sagte Studienleiter Rafael Navarro-González vom Institut für Nuklearwissenschaften der Nationalen Autonomen Universität von Mexiko. sagte in einer Erklärung.
"Dies war nicht intuitiv, da Wasserstoff zu einer sauerstoffarmen Umgebung führt, während die Bildung von Nitrat Sauerstoff erfordert", fügte er hinzu. "Die Anwesenheit von Wasserstoff führte jedoch zu einer schnelleren Abkühlung des schockerhitzten Gases, wobei Stickoxid, der Vorläufer von Nitrat, bei erhöhten Temperaturen, bei denen seine Ausbeute höher war, eingefangen wurde."
Die aktuelle Marsatmosphäre ist nur 1 Prozent so dick wie die der Erde. Aber die Luft des Roten Planeten war vor etwa 4 Milliarden Jahren viel dicker, und der alte Mars zeigte daher Ozeane und langlebige See-Bach-Systeme.
Die Zusammensetzung davon lange verlorene Atmosphäre ist nicht gut verstanden. Einige Modellierungsarbeiten deuten jedoch darauf hin, dass H2 möglicherweise in erheblichen Mengen vorhanden war, was dazu beiträgt, den Roten Planeten warm genug zu halten, um das gesamte flüssige Wasser zu unterstützen.
"Mehr Wasserstoff als Treibhausgas in der Atmosphäre zu haben, ist sowohl für die Klimageschichte des Mars als auch für die Bewohnbarkeit interessant", sagte die Co-Autorin der Studie, Jennifer Stern, eine Planetengeochemikerin am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland in der gleichen Aussage.
"Wenn Sie eine Verbindung zwischen zwei Dingen haben, die für die Bewohnbarkeit gut sind - einem potenziell wärmeren Klima mit flüssigem Wasser an der Oberfläche und einer Erhöhung der Produktion von Nitraten, die für das Leben notwendig sind - ist das sehr aufregend", fügte sie hinzu. "Die Ergebnisse dieser Studie legen nahe, dass diese beiden Dinge, die für das Leben wichtig sind, zusammenpassen und eines die Präsenz des anderen verstärkt."
Die Studie wurde im Januar in der veröffentlicht Journal of Geophysical Research: Planeten.
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