Kosmische Strahlung könnte Fossilien auf Mars und Europa zerstören


Selfie des Mars-Rovers “Curiosity” im Innrn des Gale-Kraters.

Copyright: NASA

Woddlands (USA) – Obwohl der Mars mit großer Sicherheit einst selbst über geologisch lange Zeiträume über ein erdähnliches Klima verfügt zu haben scheint, fanden Rover bislang keine direkten Spuren in Form von Fossilien einstigen Lebens auf der Marsoberfläche. Zwei neue Studien kommen zu dem Schluss, dass nicht nur der Mars sondern auch die Oberfläche des Jupitermondes Europa derart starker kosmischer Strahlung ausgesetzt sind, dass selbst potentiell einst vorhandene Fossilien mittlerweile von dieser Zerstört worden wären.

Tatsächlich sind alle Objekte im Sonnensystem starker Strahlung der Sonne und auch jener der großen Planeten ausgesetzt. Die größte Strahlendosis stammt allerdings von sog. galaktischer, kosmischer Strahlung (Galactic Cosmic Ray, GCR) von weit entfernten Quellen wie explodierende Sternen, sog. Supernovae.

Während die Atmosphäre und ein planetares Magnetfeld unsere Erde vor den schädlichen Auswirkungen dieser Strahlung schützt, verfügt der Mars heute kaum noch weder über das eine, noch über das andere. Europa besitzt überhaupt keine Atmosphäre. Die Oberfläche der beiden Körper sind also den hohen kosmischen Strahlungsdosen nahezu ungeschützt ausgesetzt.

Während die meisten Wissenschaftler davon ausgehen, dass es heute kein Leben mehr auf dem Mars gibt, wollen viele die Möglichkeit von einstigem Leben nicht ausschließen und hoffen weiterhin zumindest auf die Entdeckung fossiler Mikroorganismen oder biologischer Moleküle wie Aminosäuren oder Bausteinen von Proteinen auf dem Roten Planeten.

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Um zu untersuchen, ob sich derartige Fossilien bis heute auf Mars erhalten haben könnten, haben Forscher um den Planetenwissenschaftler Alexander Pavlov vom Goddard Space Flight Center der NASA Aminosäuren angenommen und untersucht, wie lange diese der simulierten Strahlung auf der Marsoberfläche standhalten können.

Schon zuvor hatten ähnliche Studien gezeigt, dass sich Aminosäuren bis zu einer Milliarde Jahre auf dem Mars erhalten haben könnten. In ihren aktuellen Experimenten vermengten die Forscher die Säuren nun jedoch mit Gesteinsmaterial, das dem gleicht, wie es etwa ein Mars-Rover wahrscheinlich analysieren würde. Die Ergebnisse zeigten nun, dass sich Aminosäuren unter diesen simulierten Marsbedingungen schon in weniger als 50 Millionen Jahren zersetzen würden.

Unter der Einwirkung einer Strahlungsdosis von einem Megagray, was in etwa 20 Millionen Jahren entspricht, waren bereits mehr als 80 Prozent der Aminosäuren zerstört, berichteten die Forscher bereits im vergangenen März auf der 47th Lunar and Planetary Science Conference in The Woodlands, Texas; “Sollten wir also nach urzeitlichen Biomarkern auf dem Mars suchen, so stehen wir vor einem Problem.”

In einem weiteren Schritt fügten die Forscher ihrer Probe dann auch noch Wasser hinzu, um auf diese Weise historisch feuchte Marsregionen zu simulieren, in denen es einst vielleicht Leben gegeben haben könnte. Tatsächlich beschleunigte das Wasser die Degenration der sogenannten Biomarker noch zusätzlich und zerstörte einen großen Anteil so schon nach 500.000 Jahren und sämtliche schon innerhalb von 10 Millionen Jahren. Zwar verlangsamen kalte Temperaturen den Degenerationsprozess, dies allerdings nicht genug, um Aminosäuren langfristig bzw. länger als 100 Millionen Jahre lang erhalten zu können.

Die Wahrscheinlichkeit, in einst hydrierten Mineralen nahe der Marsoberfläche heute noch auf Spuren einstigen Lebens zu treffen, sind somit alles andere als aussichtsreich. Schlechte Nachrichten also für entsprechend konzipierte Missionen, die nur in der Nähe der Marsoberfläche nach darin verborgenen Mars-Fossilien suchen sollen.

Noch in bis zu einem Metern Tiefe sei es geradezu unwahrscheinlich auf primitive Aminosäuren zu stoßen”, zitiert Space.com den Wissenschaftler. Hierzu müssten entsprechende Missionen dann schon mindestens zwei Meter tief bohren oder erst in jüngster Zeit von Einschlägen (innerhalb der letzten 10 Millionen Jahre) freigelegte Tiefen untersuchen. Tatsächlich soll der für 2020 anvisierte europäisch-russische ExoMars-Rover bis in zwei Meter Tiefe bohren.


Rote Verfärbungen im Eispanzer des Jupitermondes Europa sprechen dafür, dass salziges Wasser aus dem Untergrundozean an die Oberfläche gelangt.

Copyright: NASA/JPL

Eine ähnliche Frage wie Pavlov zum Mars haben sich seine Kollegen um Luis Teodoro vom Ames Research Center der NASA bezüglich des Jupitermondes Europa gestellt. Aufgrund seines unter einem kilometerdicken Eispanzers verborgenen flüssigen Wasserozeans gilt dieser als bester Ort für die Suche nach außerirdischem Leben im Sonnensystem. Auch hier soll in den 2020er Jahren eine Mission nach Lebensspuren suchen, die mit dem Wasser des Ozeans durch Risse im Eismantel an die Oberfläche des Mondes gelangen könnten.

In Simulationen der Bedingungen auf der Europaoberfläche zeigte sich auch hier, dass die kosmische Strahlungsdosis bis auf mehrere Dutzend Meter Tiefe organische Biomarker schon nach 150.000 bis 2 Millionen Jahren zerstören würde.

Nur wenn es auf Europa also auch frische und junge Ablagerungen aus dem Untergrundozean gibt, könnten darin enthaltene organische Biomarker von einer Landermission entdeckt werden.


Schematische Darstellung des Inneren Aufbaus und der Oberfläche des Jupitermondes auf dem gewaltige Fontänen Wasser aus dem Untergrund auf der Oberfläche ablagern. Europa (Illu.).

Copyright: NASA/JPL-Caltech

Neben der allgemeinen solaren und kosmischen galaktischen Strahlung ist Europa zusätzlich noch der starken Strahlung seines Mutterplaneten Jupiter ausgesetzt. Diese Strahlung soll in zukünftigen Simulationen noch miteinbezogen werden.

Beide Teams vermuten, dass die Suche nach Leben oder dessen Fossilien auf den Oberflächen von Mars und Europa her schwierig sein wird und schlagen deshalb in beiden Fällen vor, Hinweise auf Leben im Untergrund zu suchen.

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