Um einen Leitfaden für das Leben auf dem Mars zu erstellen, begeben Sie sich zunächst in die Tiefsee

Einige Wissenschaftler glauben, dass wir auf diese Weise wissen, wonach wir suchen müssen.

Im Jahr 2021 wird ein NASA-Rover auf dem Mars aufsetzen, um nach Lebenszeichen in der Vergangenheit oder Gegenwart zu suchen. Es wird die Oberfläche des roten Planeten untersuchen und Proben aus Gebieten sammeln, die besonders vielversprechend erscheinen. Aber Spuren des Lebens auf dem Mars - sofern vorhanden - werden mit bloßem Auge nicht erkennbar sein: Offensichtlich gibt es keine Überreste von Mammuts oder Goldfischen oder Schnecken. Jede Aufzeichnung des Lebens auf dem Mars würde wahrscheinlich die Form von organischen Verbindungen annehmen, die dort bereits identifiziert wurden, aber keine endgültigen oder tatsächlichen Fossilien von Mikroorganismen sind. Solche Fossilien gibt es hier auf der Erde, aber sie sind sehr schwierig zu finden - selbst an Orten, von denen wir wissen, dass sie es sein werden. Die beste Strategie, um diese winzigen Spuren zu finden, besteht nach Ansicht einer Gruppe skandinavischer Wissenschaftler darin, die Bewohner der Tiefsee zu untersuchen. Dieses Team plant nun, einen Atlas fossiler Mikroben aus den Ozeanen der Erde zu erstellen - eine Art außerirdischer Feldführer -, um dem Rover und seinen menschlichen Partnern zu helfen, einen endgültigen Beweis für das Leben auf dem Mars zu finden.

Von seinem Labor in Stockholm aus untersucht Magnus Ivarsson, Paläobiologe an der Universität von Süddänemark und am Schwedischen Museum für Naturkunde, fossile Mikroben, die in Tiefsee-Vulkangestein eingeschlossen sind. Es ist ein spezialisiertes Studiengebiet mit wenig Fanfare. „Wir haben seit 15 Jahren an diesen Arten von Fossilien gearbeitet, sie jedoch nie als über die Erde hinaus interessant angesehen“, sagt er. Nachdem Ivarsson an einer Konferenz mit Forschern des Jet Propulsion Laboratory der NASA teilgenommen hatte, stellte er fest, dass der Weltraumbehörde ein eklatanter Mangel an Wissen über Fossilien im Vulkangestein vorlag - genau die Dinge, die sie außerhalb der Welt suchen sollten. „Da wurde mir klar, wie wichtig unsere Fossilien für die Erforschung des potenziellen Lebens auf dem Mars sind“, sagt er.

Auf der Erde sind die meisten Fossilien, die Wissenschaftler untersuchen, im Sedimentgestein verewigt, das sich durch die Ansammlung kleiner Partikel im Laufe der Zeit bildet und 75 Prozent der Oberfläche des Planeten einnimmt. Sedimentgestein ist beinahe zufällig, da weder Hitze noch Druck metamorphe oder magmatische Gesteine ​​bilden. Dies ist eine Sache, die es besonders geeignet macht, Fossilien zu bewahren. Auf dem Mars befindet sich jedoch fast ausschließlich Vulkangestein. "Der Mars ist sozusagen ein riesiger Vulkan", sagt Ivarsson. "Aus geologischer Sicht ist es nicht so komplex wie die Erde."

Sie wissen, dass geschmolzenes Vulkangestein tatsächlich Fossilien enthalten kann, obwohl es einmal war. Ihre Identifizierung ist jedoch nicht so einfach wie das Erkennen des Wirbels einer Muschel, der Adern eines Blattes oder der bekannten Knöpfe eines prähistorischen Knochens. Diese Gesteine ​​sind porös, übersät mit winzigen Blasen, die ein Netzwerk bilden, das von mikrobiellem Leben durchdrungen werden kann. Wenn Meerwasser und andere Flüssigkeiten durch diese Kanäle strömen, bringen sie Mikroben mit, die an den Grenzen des Gesteins und im offenen Porenraum Kolonien und sich selbst tragende Nahrungsnetze bilden. Nach dem Tod können die Mikroben mineralisiert und versteinert werden. Dies sind die Kreaturen, die Ivarsson untersucht, und diejenigen, von denen er glaubt, dass sie denjenigen am ähnlichsten sind, die Wissenschaftler auf dem Mars finden könnten.

Ivarssons Arbeit zur Identifizierung der Mikrofossilien der Erde und die Unterscheidungsmerkmale, die Planetenwissenschaftlern helfen könnten, sind keine leichte Aufgabe. Zum einen sind sie meist im Tiefseeboden zu finden und müssen von einem spezialisierten Bohrgerät eingesammelt werden. Diese Bohrinseln können Tausende von Metern nach unten reichen und dann einen Kern wieder nach oben ziehen - egal, welcher Teil nicht sofort nach unten fällt. "Wir erholen uns 30 bis 40 Prozent, wenn wir Glück haben", sagt Ivarsson. Sein Labor bezieht seine Kerne aus der ganzen Welt und bestellt sie normalerweise in Lagern in Texas, Deutschland und Japan. Die meisten stammen aus der Hawaiian-Emperor-Seamount-Kette, einer riesigen Unterwasserspur aus Vulkaninseln und Unterwasserbergen, die sich von Hawaii bis zur russischen Küste erstreckt.

Sobald die Kerne im Labor ankommen, lagern die Forscher sie in langen Kisten und studieren ihre Stratigraphie, die angesammelten Schichten, die bis vor etwa 80 oder 90 Millionen Jahren zurückreichen können. Dann kommt tatsächlich das Auffinden von Fossilien. Zuerst untersuchen sie die Kerne, um interessante Stellen wie Brüche, Venen oder, wenn sie Glück haben, versteinerte mikrobielle Gemeinschaften zu identifizieren, die groß genug sind, um mit bloßem Auge gesehen zu werden. Dann scannen sie diese vielversprechenden Punkte mit einem Elektronenmikroskop oder Röntgenstrahl, um sie genauer zu betrachten. Es ist unmöglich, einen ganzen Kern auf dieser Detailebene zu betrachten, so wie man nicht ein ganzes Feld von Marsgesteinen untersuchen kann. Daher ist es wahrscheinlich am hilfreichsten, zu wissen, welche Beweise für das Leben von einer gezielten Suche auf der Oberfläche von stammen Mars auch.

Die Mikroben selbst sind oft nur ein paar Mikrometer lang und etwas kleiner als ein einzelner Strang Spinnenseide. Aber während eine einzelne Mikrobe zu klein ist, um vom menschlichen Auge gesehen zu werden, können Kolonien angesammelter Mikroben viel einfacher zu erkennen sein. Nehmen Sie die Bakterien, die allgemein als bekannt sind und bis zu drei Mikrometer lang werden. Kolonien von Dosen überspannen einen ganzen Zentimeter, sagt Ivarsson. Abgesehen von ihrer relativ großen Größe haben Kolonien auch ungewöhnliche, charakteristische, nudelartige Formen, so breit wie Fettucini oder so fein wie Capellini. Verweilen Sie nicht in vulkanischen Gesteinen wie den Mikroben, die Ivarsson untersucht und die in den Atlas aufgenommen werden sollen, sondern in heißen Quellen wie denen im Yellowstone-Nationalpark. Sie stellen aber auch ein gutes Analogon für ein mögliches Leben auf dem Mars dar, da nach Angaben eines Forscherteams der Universität von Illinois auch alte Vulkane dort so etwas wie geothermische Merkmale hervorgebracht haben könnten.

Im Moment ist der Atlas ein Plan, keine Realität. "Wir versuchen, so viele Daten wie möglich zusammenzustellen, die Mikrofossilien, die wir sehen, zu untersuchen und zu illustrieren", sagt Ivarsson und hofft, dass der Atlas den NASA-Forschern Richtlinien zur Identifizierung vielversprechender Stellen und zur Ermittlung von Informationen bietet in proben suchen. Er glaubt, dass es die Form einer riesigen Datenbank haben wird, die für jedermann zugänglich ist, sowie einer Rezension in einer wissenschaftlichen Zeitschrift.

Die Zeitlinie ist jedoch etwas knapp, da die NASA ihren Rover im Juli 2020 ins All bringen wird, um am 18. Februar 2021 auf dem Jezero-Krater zu landen. Das wird ein großes Jahr für den roten Planeten. ExoMars, ein Rover aus Europa und Russland, wird ebenfalls den interplanetaren Treck versuchen. Ivarsson glaubt jedoch, dass sein Atlas auch für darüber hinausgehende Missionen nützlich sein wird, beispielsweise wenn die NASA eines Tages versucht, Mars-Kerne zur genaueren Untersuchung auf die Erde zurückzubringen. Er weiß nicht, welche Labore Zugang zu diesem Material haben werden, wenn es eintrifft, aber er hofft, zumindest einen Blick darauf zu werfen.