Studie sieht Möglichkeiten von heutigem Leben unter dem Eis des Mars

Pasadena (USA) – Könnte Leben unter dem Mars-Eis existieren? Eine aktuelle NASA-Studie schlägt Möglichkeiten vor, wie und wo es auch heute noch potenziellen Lebensraum für mikrobisches Leben auf dem Roten Planeten geben könnte.

Mit Computermodellen zeigen Aditya Khuller vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, dass die Menge an Sonnenlicht, die durch Wassereis hindurchscheint, ausreichen könnte, um Photosynthese in flachen Schmelzwassertümpeln unterhalb der Eisoberfläche zu ermöglichen. Tatsächlich gibt es ähnliche Wasserpools auf der Erde und sind bekannt dafür, dass sie voller Leben in Form von Algen, Pilzen und mikroskopisch kleinen Cyanobakterien, sind – alles Lebensformen, die ihre Energie aus der Photosynthese gewinnen.

„Wenn wir heute irgendwo im Universum nach Leben suchen wollen, sollten die Eisausbrüche auf dem Mars wahrscheinlich einer der zugänglichsten Orte sein, die wir untersuchen sollten“, erläutert Khuller, Hauptautor eines aktuell im Nature-Fachjournal „Communications Earth & Environment” (DOI: 10.1038/s43247-024-01730-y) erschienenen Artikels.

Auf dem Mars gibt es zwei Arten von Eis: Gefrorenes Wasser und gefrorenes Kohlendioxid. In ihrer Studie haben die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen Wassereis untersucht, das in großen Mengen durch Schnee entstand, der sich während einer Reihe von Mars-Eiszeiten in den letzten Millionen Jahren mit Staub auf der Oberfläche ablagerte. Alter Schnee, der sich seitdem zu Eis verfestigt hat, das immer noch mit Staubpartikeln durchsetzt ist.

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Obwohl Staubpartikel in tieferen Schichten des Eises das Licht verdecken könnten, sind gerade sie der Schlüssel, um zu erklären, wie unterirdische Wasserpools innerhalb des Eises entstehen könnten, wenn sie der Sonne ausgesetzt sind: „Dunkler Staub absorbiert mehr Sonnenlicht als das umgebende Eis und könnte dadurch das Eis bis zu einigen Fuß unter der Oberfläche erwärmen und schmelzen“, so die Forschenden.

Mars-Wissenschaftler sind sich uneinig, ob Eis bei Kontakt mit der Marsoberfläche tatsächlich schmelzen kann. Das liegt an der dünnen, trockenen Atmosphäre des Planeten, in der Wassereis vermutlich sublimiert – also direkt in Gas übergeht – ähnlich wie Trockeneis auf der Erde. Doch die atmosphärischen Bedingungen, die das Schmelzen an der Marsoberfläche erschweren, gelten nicht für das Innere einer staubigen Schneeschicht oder eines Gletschers.

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„Auf der Erde kann Staub im Eis sogenannte Kryokonit-Löcher erzeugen – kleine Hohlräume, die im Eis entstehen, wenn vom Wind verwehte Staubpartikel (Kryokonit genannt) dort landen, Sonnenlicht absorbieren und im Sommer tiefer ins Eis schmelzen“, erläutert die Studie Analogien hier auf der Erde. „Schließlich, wenn diese Staubpartikel weiter von den Sonnenstrahlen entfernt sind, hören sie auf zu sinken, erzeugen aber dennoch genug Wärme, um eine Schmelzwassertasche um sich herum zu schaffen. Diese Taschen können ein florierendes Ökosystem für einfache Lebensformen beherbergen.“

„Dichter Schnee und Eis können von innen heraus schmelzen, indem sie Sonnenlicht hereinlassen, das es wie ein Gewächshaus erwärmt, anstatt von oben nach unten zu schmelzen“, fügt Mitautor Phil Christensen von der Arizona State University in Tempe hinzu.

Christensen selbst erforscht bereits seit Jahrzehnten Eis auf dem Mars und leitet die Operationen der wärmeempfindlichen THEMIS-Kamera (Thermal Emission Imaging System) an Bord „Mars Odyssey“-Orbiters der NASA. In früheren Forschungen verwendeten Christensen und Gary Clow von der University of Colorado Boulder Modellierungen, um zu demonstrieren, wie flüssiges Wasser in staubigem Schneepack auf dem Roten Planeten entstehen könnte. Diese Arbeit bildete nun die Grundlage für die aktuelle Studie, die sich darauf konzentriert, ob Photosynthese auf dem Mars möglich ist.

Die Forschenden um Khuller können nun zeigen, dass staubiges Eis genug Licht durchlässt, damit Photosynthese in Tiefen von bis zu 9 Fuß (3 Metern) unter der Oberfläche möglich sein könnte. In diesem Szenario verhindern die oberen Eisschichten, dass die flachen, unterirdischen Wasserpools verdampfen, während sie gleichzeitig Schutz vor schädlicher Strahlung bieten. Das wiederum ist wichtig, denn im Gegensatz zur Erde fehlt dem Mars ein schützendes Magnetfeld, das ihn sowohl vor der Sonne als auch vor radioaktiven kosmischen Strahlen schützt.

Weiterhin zeigen die Computermodelle, dass das Wassereis, das am ehesten unterirdische Pools bilden könnte, in den Tropen des Mars existiert, als in Regionen zwischen 30 und 60 Grad Breite, sowohl in der nördlichen als auch in der südlichen Hemisphäre.

In weiteren Schritten wollen Khuller, Kolleginnen und Kollegen nun etwas von dem staubigen Mars-Eis im Labor nachzubilden, um es genauer zu untersuchen. In der Zwischenzeit suchen er und andere Wissenschaftler nach den wahrscheinlichsten Orten auf dem Mars, an denen sich Schmelzwasser befinden könnte und die somit zukünftige Ziele bei der Suche nach Wasser und Leben auf dem Mars sein könnten.

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Recherchequelle: NASA

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Andreas Müller

Fachjournalist Anomalistik | Autor | Publizist