Auch Spuren von einfachem Mars-Leben könnten sich im Eis erhalten haben
University Park (USA) – Sollte es auf dem Mars vor Jahrmillionen einst einfache Lebensformen gegeben haben, so könnten sich dessen Spuren bis heute im Eis des Mars, selbst unter dauerhafter kosmischer Strahlungseinwirkung erhalten haben.
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Wie das Team um Alexander Pavlov vom Goddard Space Flight Center der NASA und Chris House von der Pennsylvania State University aktuell im Fachjournal „Astrobiology“ (DOI: 10.1177/15311074251366249) berichten, zeigen ihre Experimente, dass sich selbst Molekülreste einfacher Mikroben in den Lagern aus reinem Eis oder in eisdominiertem Permafrost viele Millionen Jahre erhalten haben.
Aus diesem Grund schlagen die Forschenden auch vor, genau hier, anstatt weiter ausschließlich im Gestein, Staub oder Tonminerale nach Spuren einstigen Marslebens zu suchen.
50 Millionen Jahre Überlebenszeit für Biomoleküle
Im Mittelpunkt der Studie standen Aminosäuren, die Grundbausteine aller Proteine und damit ein Schlüsselindikator für biologische Aktivität. Das Team verwendete E.-coli-Bakterien, deren Molekülreste in Eisproben eingefroren und anschließend Mars-Bedingungen ausgesetzt wurden: Temperaturen von rund 51 Grad Celsius, kombiniert mit einer Dosis hochenergetischer Strahlung, wie sie auf der Marsoberfläche über Jahrmillionen wirkt.
Die Proben wurden sodann an der Radiation Science and Engineering Facility der Penn State mit einer Strahlendosis bestrahlt, die einer kosmischen Exposition über 20 Millionen Jahre entsprach. Anschließend modellierten die Forscher weitere 30 Millionen Jahre per Computersimulation.
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Das Ergebnis war verblüffend: In reinem Wassereis überstanden mehr als 10 % der Aminosäuren die gesamte simulierte Zeitspanne nahezu unversehrt. Zum Vergleich: Proben, die neben Eis auch Mars-ähnliches Sediment – also Silikate und Tonmineralien – enthielten, zeigten eine zehnfach schnellere Zersetzung der organischen Moleküle. „Das war eine Überraschung“, erklärt Pavlov. Frühere Arbeiten hatten gezeigt, dass organisches Material in Mischungen aus Eis und Staub besonders schnell zerfällt. „Wir dachten, dass reines Eis noch ungünstiger wäre – doch das Gegenteil ist der Fall.“
Warum Eis schützt
Die Forscher vermuten, dass die Mikrostruktur von Eis eine entscheidende Rolle spielt. Wo Eis direkt an Gestein grenzt, bildet sich eine dünne „Schmierfilmebene“, in der Strahlung organische Moleküle besonders leicht zerstört. In kompaktem, klarem Eis hingegen bleiben die von der Strahlung erzeugten Teilchen „eingefroren“, wodurch sie die Aminosäuren nicht erreichen können.
„Im Grunde wirkt das Eis wie ein natürlicher Schutzschild“, sagt Pavlov. „Das bedeutet: Wenn irgendwo auf dem Mars noch biologische Reste existieren, dann mit größter Wahrscheinlichkeit im Eis, nicht im Gestein.“
Blick auf Mars, Europa und Enceladus
Neben Mars-Bedingungen testete das Team auch Szenarien für die Eismonde Europa (Jupiter) und Enceladus (Saturn), wo Temperaturen noch tiefer liegen. Dort verläuft die chemische Zersetzung organischer Stoffe sogar noch langsamer, was die Chancen für den Nachweis lebensfreundlicher Bedingungen zusätzlich erhöht.
Diese Ergebnisse kommen passend zur NASA-Mission Europa Clipper, die 2024 gestartet ist und 2030 den Jupitermond erreichen soll. Das Raumfahrzeug wird den Eispanzer Europas in 49 Vorbeiflügen untersuchen, um mögliche Lebensräume unter der Oberfläche aufzuspüren.
Mars: Ein gefrorenes Archiv
Auch auf dem Mars selbst gibt es reichlich Eis. Schon die NASA-Mission Phoenix (2008, siehe Titelabbildung) konnte in der Nähe des nördlichen Polarkreises gefrorenes Wasser wenige Zentimeter unter der Oberfläche freilegen. „Wir wissen, dass große Teile der Marsregionen unter einer dünnen Staubschicht aus Eis bestehen“, erklärt House. „Das Problem ist nur, dorthin zu gelangen – wir brauchen Bohrer oder Greifarme, die tief genug reichen, ähnlich wie bei Phoenix.“
Da viele dieser Eisvorkommen weniger als zwei Millionen Jahre alt sind, könnten darin biologische Rückstände sogar aus jüngerer Zeit stammen – möglicherweise von Mikroben, die einst aktiv waren. Pavlovs Ergebnisse zeigen, dass solche Spuren über Zeiträume überleben könnten, die ein Vielfaches des Alters dieser Eisablagerungen betragen.
Schlussfolgerung: Hoffnung im Eis
Die Studie liefert einen klaren Hinweis darauf, wo künftige Missionen die besten Chancen auf Erfolg haben: in den reinen Eisregionen des Mars. Dort könnten noch heute chemische Überreste oder sogar eingefrorene Mikroorganismen auf ihre Entdeckung warten. „Wenn sich in der Nähe der Oberfläche des Mars jemals Bakterien befunden haben, dann können wir sie finden“, so House abschließend.
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Recherchequelle: Penn State University, NASA
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