Seit dem 18. Februar 2021 untersucht der Mars-Rover Perseverance die Oberfläche unseres Nachbarplaneten. Nun hat der Rover in einem Flussdelta im Jezero-Krater Proben mit organischen Molekülen gesammelt, wie die Nasa berichtet. Es ist zwar nicht das erste Mal, dass auf dem Roten Planeten organisches Material gefunden wurde – darunter Ammoniak und Benzoesäure. 2018 gelang dies etwa dem Rover Curiosity und auch Perseverance wies 2021 organisches Material nach.
Doch es ist das Gebiet, aus dem die Moleküle stammen, das den Unterschied macht. Es gilt als vielversprechend, um hier Beweise dafür zu finden, dass es auf dem Mars einst Leben gab. «Wir haben den Jezero-Krater für die Erkundung durch Perseverance ausgewählt, weil wir dachten, dort gebe es die besten Chancen auf wissenschaftlich exzellente Proben», erklärt Nasa-Wissenschaftsdirektor Thomas Zurbuchen. «Jetzt wissen wir, dass wir den Rover an den richtigen Ort geschickt haben.» In der Tat war die Wahl auf den Jezero-Krater gefallen, weil die Wissenschaftler dort auf zuvor von Raumsonden erstellten Aufnahmen eine Gegend ausgemacht hatten, die wie ein Flussdelta aussah.
Das grosse, fächerförmige Delta, das Perseverance nach der Erkundung des Kraterbodens nun seit Juli 2022 erforscht, entstand vor rund 3,5 Milliarden Jahren an einer Stelle, an der ein Fluss in den damaligen Kratersee mündete. Der See hatte ein Einzugsgebiet von etwa 15'000 Quadratkilometern und nahm über seine Zuflüsse grosse Mengen an Schwebstoffen auf. Die Sedimente, die sich damals ablagerten, haben sich längst zu einem feinkörnigen Gestein verdichtet, das die Geologen «Mudstone» nennen.
«Die im Delta untersuchten Steine haben die höchste Konzentration an organischen Molekülen, die wir bisher auf der Mission gefunden haben», stellt der am Perseverance-Projekt beteiligte Geochemiker Ken Farley fest. «Organische Moleküle sind die Bausteine des Lebens, daher ist es sehr interessant, dass wir Gestein haben, das in einer bewohnbaren Umgebung in einem See abgelagert wurde und organisches Material enthält.»
Die organischen Moleküle stammen aus einer Probe, die Perseverance am 20. Juli von einem etwa einen Meter breiten Marsfelsen namens «Wildcat Ridge» nahm. Wildcat Ridge entstand vor Milliarden Jahren, als sich Schlamm und feiner Sand im verdunstenden Salzwasser des Kratersees absetzten. Der Rover schabte einen Teil der Gesteinsoberfläche ab und analysierte die Probe mithilfe des ultravioletten Lasers seines SHERLOC-Instruments (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals).
Die Analyse der Wildcat-Ridge-Probe ergab, dass sie eine Klasse organischer Moleküle enthält, die mit Sulfatmineralien verwandt sind. Solche Sulfatmineralien aus Sedimentgesteinen können Informationen über die aquatische Umgebung geben, in der sie entstanden sind.
«Diese Beziehung deutet darauf hin, dass während der Verdunstung des Sees sowohl Sulfate als auch organische Stoffe in diesem Gebiet abgelagert, konserviert und konzentriert wurden», erklärt Sunanda Sharma vom Jet Propulsion Laboratory, die das SHERLOC-Instrument betreut. «Ich persönlich finde diese Ergebnisse so bewegend, weil ich das Gefühl habe, dass wir zu einem sehr entscheidenden Zeitpunkt und mit den richtigen Werkzeugen am richtigen Ort sind.»
Allerdings bedeutet der Fund von organischen Molekülen noch nicht zwingend, dass es sich bei diesen um Biosignaturen handelt – also um ein «chemisches Fossil», das einen wissenschaftlichen Beweis für die Existenz von Leben in der Gegenwart oder Vergangenheit liefert. Denn es gibt auch chemische Prozesse, bei denen solche Moleküle entstehen, ohne dass Leben daran beteiligt ist. Bedeutsam ist der Fund, weil er an einer Stelle gemacht wurde, an der früher nachweislich flüssiges Wasser vorkam und wo daher Leben möglich gewesen wäre.
Dies bekräftigt auch Farley: «Der Sand, der Schlamm und die Salze, aus denen die Wildcat-Ridge-Probe besteht, wurden in ferner Vergangenheit unter Bedingungen abgelagert, die das Gedeihen von Leben ermöglicht haben könnten. Die Tatsache, dass das organische Material in einem solchen Sedimentgestein gefunden wurde – das dafür bekannt ist, dass es Fossilien von altem Leben auf der Erde bewahrt –, ist von Bedeutung.»
Da organische Verbindungen in kleinere Moleküle zerfallen, wenn sie erhitzt werden, sind sie schwierig nachzuweisen. Wenn sie jedoch zuvor mit anderen Chemikalien reagieren, erhöht dies die Wahrscheinlichkeit, dass sie analysiert werden können. Im Bordlabor stehen deshalb Lösungsmittel in neun speziellen Behältern bereit, die jeweils nur einmal verwendet werden können.
Perseverance hat bisher insgesamt zwölf Gesteinsproben gesammelt. Die trotz aller Finesse eingeschränkten Instrumente an Bord des Rovers können diese Funde jedoch nicht so eingehend analysieren wie ein Labor auf der Erde. Die Proben werden daher an bestimmten Stellen gelagert; sie sollen in den 2030er-Jahren im Rahmen der Mars Sample Return Mission der Nasa geborgen, auf die Erde gebracht und dort genau untersucht werden.
Derzeit geht die Nasa davon aus, dass die ersten Bergungsversuche – in Zusammenarbeit mit der Europäischen Weltraumagentur ESA – erst etwa zwischen 2030 und 2035 unternommen werden. Wie genau die Bergung und der Rücktransport der Proben ablaufen werden, ist derzeit noch nicht entschieden. Möglich wäre, dass ein speziell dafür eingerichteter Lander im Jezero-Krater aufsetzt und eine kleine Rakete mitführt, die dann die Proben zu einem Raumfahrzeug im Mars-Orbit bringt. (dhr)
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