Thiophene: Weitere mögliche Signatur einstigen Lebens auf dem Mars

Künstlerische Darstellung des Mars-Rovers „Rosalind Franklin“ der europäisch-russischen Mission „ExoMars“, der 2021 auf dem Roten Planeten eintreffen soll (Illu.). Copyright: ESA/ATG Medialab)
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Künstlerische Darstellung des Mars-Rovers „Rosalind Franklin“ der europäisch-russischen Mission „ExoMars“, der 2021 auf dem Roten Planeten eintreffen soll (Illu.). Copyright: ESA/ATG Medialab)

Künstlerische Darstellung des Mars-Rovers „Rosalind Franklin“ der europäisch-russischen Mission „ExoMars“, der 2021 auf dem Roten Planeten eintreffen soll (Illu.).
Copyright: ESA/ATG Medialab)

Berlin (Deutschland) – Auf dem Mars haben Astrobiologen schwefelreiche organische Verbindungen nachgewiesen, die auf der Erde auf natürliche Weise in Kohle und Rohöl vorkommen. In einem Fachartikel diskutieren die Wissenschaftler nun mögliche abiotische und biotische Erklärungen für das Vorhandensein der sogenannten Thiophenen auf dem Mars.

Wie Dirk Schulze-Makuch gemeinsam mit Jacob Heinz von der Technischen Universität Berlin aktuell im Fachjournal „Astrobiology“ (DOI: 10.1089/ast.2019.2139) berichten, handele es sich um eine der wichtigsten Entdeckungen durch den NASA-Marsrover „Curiosity“ auf der Suche nach dortigem Leben.

Bei ihrer Analyse jener Organismen, die Thiophene synthetisieren, stießen die beiden Wissenschaftler zunächst auf weiße Trüffel – doch auch eine Vielzahl an Mikroben produzieren die schwefelreichen Verbindungen. Der praktikabelste Weg der Entstehung von Thiophenen sei die sogenannte mikrobielle Sulfatreduktion. Diese funktioniere sogar bei Minustemperaturen auf dem Mars und hätte sicherlich erstrecht in der Marsvergangenheit funktioniert, als die Umweltbedingungen noch günstiger waren.

Während die auf dem Mars nachgewiesenen Thiophene also eine mögliche Signatur von Leben darstellen, könne aber auch ein abitotischer Weg ihrer Entstehung noch nicht ausgeschlossen werden, erläutert Schulze-Makuch in einem Artikel im „Air&Space“-Magazine. Hierbei finde bei Temperaturen von über 120 Celsius eine sogenannte thermochemische Sulfatreduktion statt: „Das für diesen Prozess benötigte organische Material könnte beispielsweise von Meteoriten stammen“ und es sei „keine Biologie erforderlich”.

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Eine Unterscheidung zwischen aus der Biologie stammenden organischen Stoffen und solchen, die es nicht sind, falle mit der Analysemethode des Curiosity-Rovers allerdings schwer, erläutert der Forscher weiter: „Diese als Pyrolyse bezeichnete Technik erwärmt die Probe auf Temperaturen über 500 Grad Celsius, was zu Fragmenten organischer Moleküle führt, die vor der Pyrolyse ursprünglich viel größer gewesen sein könnten“.

Erst der nächste europäische Mars-Rover der Mission „ExoMars“, der im kommenden Juli den Weg zum Mars antreten soll, habe mit „MOMA“ ein Instrument an Bord, das eine zerstörungsfreie Methode zur Analyse organischer Verbindungen nutzt. „Die Hoffnung ist, dass einige der vermuteten größeren organischen Moleküle nachgewiesen werden können, mit deren Hilfe Wissenschaftler feststellen können, ob die Thiophene biologischen Ursprungs sind.“

Auch die Isotopenzusammensetzung der Thiophene könne einen wichtigen Hinweis über deren Ursprung liefern: „Mikroben bevorzugen in der Regel die leichtere Version chemischer Elemente, da deren Verarbeitung weniger Energie erfordert“, so Schulze-Makuch und führt dazu weiter aus: „Die Isotopensignatur schwefelhaltiger Sedimente, die Curiosity auf dem Mars gefunden hat, ist der Signatur in Gesteinen des Haughton-Einschlagkraters in der hochkanadischen Arktis sehr ähnlich, von denen angenommen wird, dass sie aus der biologischen Sulfatreduktion resultieren.“

Die Isotopensignatur von Kohlenstoff in Marsgesteinen wäre also wahrscheinlich ein noch wichtigerer Hinweis – ist aber bis heute noch unbekannt. Erst zukünftige Missionen werden mit Instrumenten ausgestattet sein, diese genau zu bestimmen. In der Zwischenzeit, so stellt Schulze-Makuch in Aussicht, werde „auf der Erde weiter geforscht, um die mögliche biologische Produktion von Thiophen unter simulierten Marsbedingungen in speziell entwickelten Testkammern zu untersuchen.“ Abschließend erklärt der Wissenschaftler, es bleibe spannend und kündigt „weitere Enthüllungen“ an die „wahrscheinlich bald kommen“ werden…

…GreWi wird berichten.

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Quellen: Astrobiology / Air&Space

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