Die Möglichkeit, dass Leben auf dem Mars existieren könnte, hat seit über einem Jahrhundert die Fantasie von Forschern, Wissenschaftlern und Schriftstellern erweckt. Seit Giovanni Schiaparelli (und später Percival Lowell) im 19. Jahrhundert entdeckte, was sie für „Mars-Kanäle“ hielten, träumten die Menschen davon, eines Tages Abgesandte auf den Roten Planeten zu schicken, in der Hoffnung, eine Zivilisation zu finden und die einheimischen Marsmenschen zu treffen.
Während Seemann und Wikinger Programme der 1960er und 70er Jahre haben die Vorstellung einer Mars-Zivilisation zerstört. Seitdem sind mehrere Beweislinien aufgetaucht, die darauf hinweisen, wie das Leben auf dem Mars einst hätte existieren können. Dank einer neuen Studie, die darauf hinweist, dass auf dem Mars möglicherweise genug Sauerstoffgas unter seiner Oberfläche eingeschlossen ist, um aerobe Organismen zu unterstützen, könnte die Theorie, dass das Leben dies könnte immer noch existieren dort wurde ein weiterer Schub gegeben.
Die Studie, die kürzlich in der Zeitschrift erschien Naturgeowissenschaftenwurde von Vlada Stamenkovic geleitet, einer Erd- und Planetenwissenschaftlerin und theoretischen Physikerin vom Jet Propulsion Laboratory der NASA. Zu ihm gesellten sich mehrere Mitglieder des JPL und der Abteilung für Geologie und Planetenwissenschaften am California Institute of Technology (Caltech).
Einfach ausgedrückt, der möglichen Rolle, die Sauerstoffgas auf dem Mars hätte spielen können, wurde historisch wenig Beachtung geschenkt. Dies liegt an der Tatsache, dass Sauerstoff einen sehr kleinen Prozentsatz der Marsatmosphäre ausmacht, die hauptsächlich aus Kohlendioxid und Methan besteht. Geochemische Beweise von Marsmeteoriten und manganreichen Gesteinen auf seiner Oberfläche haben jedoch einen hohen Oxidationsgrad gezeigt.
Dies könnte das Ergebnis von Wasser gewesen sein, das in der Vergangenheit auf dem Mars vorhanden war, was darauf hindeuten würde, dass Sauerstoff eine Rolle bei der chemischen Verwitterung der Marskruste spielt. Um diese Möglichkeit zu untersuchen, betrachteten Stamenkovi und sein Team zwei von der Neugierde Rover. Der erste war ein chemischer Nachweis des Curiosity-Instruments für Chemie und Mineralogie (CheMin), der den hohen Oxidationsgrad in Proben von Marsgestein bestätigte.
Zweitens konsultierten sie Beweise, die von der Mars Express Mars Advanced Radar für MARSIS-Instrumente (Subsurface and Ionosphere Sounding), das das Vorhandensein von Wasser unter der südlichen Polarregion des Mars anzeigt. Anhand dieser Daten begann das Team zu berechnen, wie viel Sauerstoff in unterirdischen Salzablagerungen vorhanden sein könnte und ob dies ausreichen würde, um aerobe Organismen zu erhalten.
Sie begannen mit der Entwicklung eines umfassenden thermodynamischen Gerüsts zur Berechnung der Löslichkeit von O² in flüssigen Salzlösungen (Salzwasser und anderen löslichen Mineralien) unter Marsbedingungen. Für diese Berechnungen gingen sie davon aus, dass die Versorgung mit O² die Marsatmosphäre war, die in der Lage sein würde, Kontakt mit Oberflächen- und Untergrundumgebungen aufzunehmen - und somit übertragbar ist.
Als nächstes kombinierten sie dieses Löslichkeitsgerüst mit einem Mars General Circulation Model (GCM), um die jährliche Rate zu bestimmen, mit der sich O² in Salzlaken auflösen würde - unter Berücksichtigung der heutigen lokalen Druck- und Temperaturbedingungen auf dem Mars. Dadurch konnten sie sofort erkennen, in welchen Regionen die O²-Löslichkeit am wahrscheinlichsten hoch war.
Zuletzt berechneten sie historische und zukünftige Änderungen der Neigung des Mars, um zu bestimmen, wie sich die Verteilung der aeroben Umgebungen in den letzten 20 Millionen Jahren entwickelt hat und wie sie sich in den nächsten 10 Millionen Jahren ändern könnten. Daraus ergab sich, dass selbst im schlimmsten Fall genügend Sauerstoff in Marsgesteinen und unterirdischen Reservoirs vorhanden war, um aerobe mikrobielle Organismen zu unterstützen. Wie Stamenkovic dem Space Magazine sagte:
„Unser Ergebnis ist, dass Sauerstoff unter modernen Marsbedingungen in verschiedenen Solen in Konzentrationen gelöst werden kann, die viel höher sind, als aerobe Mikroben zum Atmen benötigen. Wir können noch keine Aussagen zum Potenzial des Grundwassers machen, aber unsere Ergebnisse könnten darauf hindeuten, dass kühle Sole auf Gesteine wirkt, die Manganoxide bilden, die mit MSL beobachtet wurden. “
Aus ihren Berechnungen ging hervor, dass die meisten unterirdischen Umgebungen auf dem Mars die für die aerobe Atmung erforderlichen Sauerstoffwerte (~ 10 ^? 6 mol m ^? 3) um bis zu 6 Größenordnungen überstiegen. Dies entspricht dem Sauerstoffgehalt in den heutigen Ozeanen der Erde und ist höher als vor dem großen Oxygenierungsereignis vor etwa 2,35 Milliarden Jahren auf der Erde (10 ^? 13–10 ^? 6 mol m ^? 3).
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass in unterirdischen Salzwasservorkommen noch Leben vorhanden sein könnte, und bieten eine Erklärung für die Bildung hochoxidierter Gesteine. "Der Curiosity Rover von MSL hat Manganoxide entdeckt, die sich normalerweise nur bilden, wenn Gesteine mit stark oxidierten Gesteinen interagieren", sagte Stamenkovic. "Unsere Ergebnisse könnten diese Ergebnisse erklären, wenn kühle Sole vorhanden wäre und die Sauerstoffkonzentrationen ähnlich oder höher wären als heute, während die Gesteine verändert wurden."
Sie kamen auch zu dem Schluss, dass es mehrere Orte in der Nähe der Polarregionen geben könnte, an denen viel höhere O²-Konzentrationen vorhanden sind, was ausreichen würde, um die Existenz komplexerer mehrzelliger Organismen wie Schwämme zu unterstützen. In der Zwischenzeit würden Umgebungen mit mittleren Löslichkeiten wahrscheinlich in tiefer gelegenen Gebieten näher am Äquator auftreten, die einen höheren Oberflächendruck aufweisen - wie Hellas und Amazonis Planitia sowie Arabia und Tempe Terra.
Aus all dem entsteht ein Bild davon, wie das Leben auf dem Mars in den Untergrund hätte wandern können, anstatt einfach zu verschwinden. Als die Atmosphäre langsam entfernt und die Oberfläche abgekühlt wurde, begann Wasser zu gefrieren und in den Boden und in die unterirdischen Caches zu gelangen, wo genügend Sauerstoff vorhanden war, um aerobe Organismen unabhängig von der Photosynthese zu unterstützen.
Während diese Möglichkeit zu neuen Möglichkeiten bei der Suche nach Leben auf dem Mars führen könnte, könnte es sehr schwierig (und nicht ratsam) sein, danach zu suchen. Für den Anfang haben frühere Missionen Gebiete auf dem Mars mit Wasserkonzentrationen vermieden, aus Angst, sie mit Erdbakterien zu kontaminieren. Deshalb kommen anstehende Missionen wie die der NASAMars 2020 Der Rover wird sich auf die Entnahme von Oberflächenbodenproben konzentrieren, um nach Beweisen für vergangene Leben zu suchen.
Zweitens, während diese Studie die Möglichkeit aufzeigt, dass Leben in unterirdischen Caches auf dem Mars existieren könnte, beweist sie nicht schlüssig, dass Leben auf dem Roten Planeten noch existiert. Aber wie Stamenkovic angedeutet hat, öffnet es Türen für aufregende neue Forschungen und könnte die Art und Weise, wie wir den Mars betrachten, grundlegend verändern:
„Dies bedeutet, dass wir noch so viel über das Potenzial für das Leben auf dem Mars lernen müssen, nicht nur in der Vergangenheit, sondern auch in der Gegenwart. Es bleiben so viele Fragen offen, aber diese Arbeit gibt auch Hoffnung, das Potenzial für ein noch vorhandenes Leben auf dem Mars zu erforschen - mit einem Schwerpunkt auf aerober Atmung, etwas sehr Unerwartetes. “
Eine der größten Implikationen dieser Studie ist die Art und Weise, wie der Mars das Leben unter anderen Bedingungen als auf der Erde hätte entwickeln können. Anstelle von anaeroben Organismen, die in einer schädlichen Umgebung entstehen und die Photosynthese zur Erzeugung von Sauerstoff verwenden (wodurch die Atmosphäre für aerobe Organismen geeignet wird), hätte der Mars Sauerstoff durch Steine und Wasser beziehen können, um aerobe Organismen in einer kalten Umgebung außerhalb der Sonne zu erhalten.
Diese Studie könnte auch Auswirkungen auf die Suche nach Leben jenseits der Erde haben. Während unterirdische Mikroben auf kalten, ausgetrockneten Exoplaneten für uns möglicherweise nicht die ideale Definition von „bewohnbar“ sind, bietet sie eine potenzielle Gelegenheit, so wie wir nach Leben zu suchen nicht weiß es. Schließlich wird es bahnbrechend sein, Leben jenseits der Erde zu finden, egal in welcher Form.
