Künstlerische Darstellung des „Trace Gas Orbiter“ (Illu.).
Copyright: ESA/ATG medialab
Brüssel (Belgien) – 2004 sorgte der Nachweis von Methan in der Mars-Atmosphäre erstmals für Spekulationen darüber, dass das Mars-Methan nicht nur geologischen, sondern vielleicht sogar biologischen Ursprungs sein könnte. Als dann zehn Jahre später der Mars-Rover „Cuiosity“ sogar periodische Anstiege des Methangehalts nachweisen konnte, erhielt die Hoffnung hierfür verantwortliche heute noch lebende Mars-Mikroorganismen erneut Nahrung. Seit 2016 umkreist der europäische Satellit „Trace Gas Orbiter“ (TGO) den Roten Planeten um das Methan-Rätsel des Mars und die Frage nach dessen möglicher biologischer Herkunft zu klären. Doch seit Missionsbeginn konnte die Sonde keine Anzeichen für Methan finden.
Erstmals entdeckt wurde das Mars-Methan 2004 durch den Orbiter der europäischen Mission „Mars-Express“. Seither wurde das Vorhandensein des Gases in der Marsatmosphäre immer wieder auch von Folgemissionen bestätigt. Zugleich stand (und steht weiterhin) jedoch die Frage im Raum, ob das Methan durch geologische oder biologische Aktivitäten freigesetzt wird (…GreWi berichtete).
Während des nördlichen Mars-Sommers 2014 registrierte der NASA-Marsrover „Curiosity“ dann einen plötzlichen Anstieg des Methangehalts in der Atmosphäre im Vergleich zu den sonstigen Durchschnittswerten um das etwa Zehnfache und später dann auch wieder einen Rückgang der Werte. Aus der Beobachtung schloßen die NASA-Wissenschaftler, dass es eine lokale Quelle des plötzlichen Anstiegs in der Nähe des Rovers geben muss (…GreWi berichtete).
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Um das Rätsel des Mars-Methans zu lösen, startete die europäische Raumfahrtagentur ESA 2016 den Spurengas-Satelliten „Trace Gas Orbiter“ (TGO), der seither mit zwei hochempfindlichen Spektrometern die Mars-Atmosphäre analysiert.
Obwohl beide Instrumente einwandfrei funktionieren berichteten Missionswissenschaftler um Ann Carine Vandaele vom königlich belgischen Institut für Weltraumforschung auf dem Halbjahrestreffen der American Geophysical Union (AGU) in Washington aktuell von der ersten Auswertung der Analysen. Zum Erstaunen der Wissenschaftler hat TGO seit Beginn der Mission „keine Hinweise für Methan“ auf dem Mars gefunden – und das auch nicht in Oberflächennähe.
Auch für Chris Webster vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, der die Arbeiten mit dem Methan-Sensor an Bord von „Curiosity“ leitet, sind die Ergebnisse überraschend, hatte sein Team anhand der früheren Daten doch zumindest mit Methanwerten von 0,2-ppb (parts per billion = Teile pro Milliarden) gerechnet. „Sciencemag.org“ zitiert den Wissenschaftler dennoch zuversichtlich, habe sein Team doch ebenfalls sechs Monate benötigt, um den Methananstieg zu orten und einen jahreszeitlichen Zyklus festzustellen: „Ich bin zuversichtlich, dass wir mit der Zeit eine Übereinstimmung der Daten feststellen werden.“
Das Curiosity-Team um Webster vermutet, dass das Mars-Methan aus dem Mars-Untergrund emporsickert und entweder aus geologischen oder biologischen Quellen, ganz sicher aber vom Mars selbst stammt.
Letztere Erkenntnis zeichnete sich schon 2009 ab (…GreWi berichtete) als Wissenschaftler ausschlossen, dass das Mars-Methan von Meteoriten stammen könnte. Auch die TGO-Werte sprechen nun gegen diese Theorie: „Das Mars-Methan kommt nicht von oben bzw. außen auf dem Planeten“, so Webster und bezeichnet diese Erkenntnis schon als „bedeutendes Ergebnis“.
Zugleich stellt sie die Forscher aber auch vor ein weiteres Rätsel: Denn tatsächlich sollten jedes Jahr hunderte Tonnen kosmischen organischen Kohlenstoffs durch die Marsatmosphäre auf die Oberfläche gelangen und hier mit der Sonneneinstrahlung Methan entstehen lassen, zitiert „Science“ den Planetenwissenschaftler John Moores von der kanadischen York University: „Wo aber ist dieses ganze Methan – wohin verschwindet es?“
Während „Curiosity“ im Mars-Krater Gale aktiv ist und hier auch seine Methan-Entdeckung gemacht hat, sollte der Gale-Krater aber nicht der einzige Ort auf dem Roten Planeten sein, an dem Methan freigesetzt wird, kommentiert die Planetenwissenschaftler Sushil Atreya von der University of Michigan die Ergebnisse. Doch selbst wenn es noch weitere 5.000 solcher Orte geben würde, würde sich das Methan in der Marsatmosphäre extrem stark verdünnen: „Die Werte könnten sich sogar derart stark verdünnen, dass das Gas so gut wie nicht mehr nachweisbar wäre.“
Während das Rätsel um das Mars-Methan anhand der neuen Daten also noch größer geworden ist, soll der TGO noch bis 2022 die Mars-Atmosphäre analysieren. Je mehr Mars-Jahre dabei erfasst werden, desto deutlicher sollte auch die Datenlage werden – hoffen die Mars-Wissenschaftler.
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