Die wissenschaftliche Gemeinschaft hat mit Ungeduld eine Nachricht erwartet, die unser Verständnis des Roten Planeten grundlegend verändern könnte. Nach mehr als einem Jahr rigoroser Analysen bestätigte die NASA gestern, dass eine Gesteinsprobe, die vom Rover Perseverance im Jezero-Krater gesammelt wurde, eine potenzielle Biosignatur enthält, was den bisher stärksten Hinweis auf die Existenz von urzeitlichem mikrobiellem Leben auf dem Mars darstellt. Dieser bedeutende Fund, der in der wissenschaftlichen Zeitschrift Nature detailliert beschrieben wird, konzentriert sich auf eine Probe namens „Sapphire Canyon“, die im Juli 2024 aus einem Felsen namens „Cheyava Falls“ gebohrt wurde.

Eine potenzielle Biosignatur, wie sie von Wissenschaftlern definiert wird, ist eine Substanz, eine Struktur oder ein Muster, das biologischen Ursprungs sein könnte, aber zusätzliche, detailliertere Analysen erfordert, um alle nicht-biologischen (abiotischen) Entstehungsmöglichkeiten mit absoluter Sicherheit auszuschließen. Genau die Probe „Sapphire Canyon“ ist zum Hauptkandidaten bei der Mission zur Suche nach Leben geworden und eröffnet ein neues, aufregendes Kapitel in der Erforschung des Mars.

Spuren von Leben in einem alten Flussbett

Der Rover Perseverance, ein unermüdlicher Forscher auf Rädern, stieß bei der Untersuchung der geologischen Formation „Bright Angel“ auf den Felsen „Cheyava Falls“. Diese Formation stellt faszinierende Felsvorsprünge dar, die sich an den Rändern des alten Flusstals Neretva Vallis befinden. Es handelt sich um eine etwa 400 Meter breite Schlucht, durch die vor Milliarden von Jahren riesige Wassermengen flossen, die in den Jezero-Krater mündeten und ein Delta bildeten, das heute das primäre Forschungsziel ist. Man geht davon aus, dass gerade solche Umgebungen, reich an Wasser und Sedimenten, ideal für die Entwicklung und Erhaltung von Lebensspuren waren.

Erste Analysen der Instrumente auf dem Rover ergaben, dass die Sedimentgesteine der „Bright Angel“-Formation aus Ton und Schlamm bestehen. Auf der Erde sind solche Gesteinsarten als außergewöhnliche Archive der Vergangenheit bekannt, da sie die Fähigkeit besitzen, versteinerte Überreste von Mikroorganismen zu konservieren. Was die Wissenschaftler jedoch besonders faszinierte, war die chemische Zusammensetzung des Gesteins – ein Reichtum an organischem Kohlenstoff, Schwefel, oxidiertem Eisen (Rost) und Phosphor. Laut Joel Hurowitz von der Stony Brook University, dem Hauptautor der Studie, könnte genau diese Kombination von chemischen Verbindungen eine reichhaltige Energiequelle für den Stoffwechsel urzeitlicher Mikroben dargestellt haben.

Das Geheimnis der „Leopardenflecken“

Der entscheidende Moment der Untersuchung kam, als die fortschrittlichen Instrumente von Perseverance, PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) und SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics and Chemicals), den Felsen „Cheyava Falls“ genauer untersuchten. Auf der rötlichen Oberfläche des Felsens, mit Abmessungen von etwa einem Meter mal 60 Zentimetern, wurden ungewöhnliche, bunte Flecken bemerkt. Eine weitere Analyse in hoher Auflösung ergab, dass diese Flecken, die das Team „Leopardenflecken“ nannte, nicht zufällig sind. Sie bilden ein klares Muster von Mineralien, die entlang sogenannter Reaktionsfronten verteilt sind – Kontaktlinien, an denen intensive chemische und physikalische Reaktionen stattfanden.

Eine detaillierte chemische Analyse dieser Flecken ergab das Vorhandensein von zwei wichtigen eisenreichen Mineralien: Vivianit (hydratisiertes Eisenphosphat) und Greigit (Eisensulfid). Ihre Anwesenheit ist außerordentlich bedeutsam. Auf unserem Planeten findet man Vivianit oft in Sedimenten, Sümpfen und um verrottende organische Materie, während bestimmte Arten von Mikroben auf der Erde Greigit aktiv als Teil ihres Stoffwechselprozesses produzieren. Die Kombination dieser beiden Mineralien legt nahe, dass sie als Ergebnis von Elektronentransferreaktionen zwischen Sedimenten und organischer Materie entstanden sind. Genau solche Reaktionen nutzen Mikroben, um die für Wachstum und Leben notwendige Energie zu erzeugen. Diese mineralische Anordnung stellt daher einen potenziellen Fingerabdruck urzeitlichen Lebens dar.

Ausschluss nicht-biologischer Erklärungen

Der wissenschaftliche Prozess erfordert äußerste Vorsicht, daher musste das Team auch die Möglichkeit in Betracht ziehen, dass Vivianit und Greigit auf abiotischem Wege, ohne die Beteiligung von lebenden Organismen, entstanden sind. Solche Prozesse sind möglich, erfordern aber in der Regel spezifische Bedingungen, wie langanhaltende Exposition gegenüber hohen Temperaturen, extrem saure Bedingungen oder die Bindung durch bestimmte organische Verbindungen. Die geologische Analyse der Gesteine in der „Bright Angel“-Formation zeigt jedoch keine Beweise dafür, dass sie extremer Hitze oder einer sauren Umgebung ausgesetzt waren.

Obwohl noch unklar ist, ob die vorhandenen organischen Verbindungen die Reaktion bei niedrigen Temperaturen selbst hätten katalysieren können, macht der Mangel an Beweisen für andere abiotische Mechanismen einen biologischen Ursprung zur wahrscheinlicheren Erklärung. Katie Stack Morgan, Projektwissenschaftlerin der Perseverance-Mission am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, betont, dass Behauptungen in der Astrobiologie, insbesondere solche über die Entdeckung von außerirdischem Leben, außergewöhnliche Beweise erfordern. Die Veröffentlichung der Ergebnisse in einer von Fachleuten begutachteten Zeitschrift ist ein entscheidender Schritt, der wissenschaftliche Strenge und Gültigkeit gewährleistet. Obwohl abiotische Erklärungen nicht vollständig ausgeschlossen werden können, macht diese Studie sie weniger wahrscheinlich.

Implikationen für die Geschichte des Mars

Die Entdeckung überraschte die Wissenschaftler auch deshalb, weil es sich um einige der jüngeren Sedimentgesteine handelt, die die Mission bisher untersucht hat. Frühere Hypothesen gingen meist davon aus, dass Anzeichen für urzeitliches Leben, falls vorhanden, ausschließlich in den ältesten geologischen Formationen zu suchen seien. Dieser Fund deutet darauf hin, dass der Mars möglicherweise wesentlich länger oder in einer späteren Periode seiner Geschichte bewohnbar war, als bisher angenommen. Dies eröffnet die Möglichkeit, dass auch ältere Gesteine Lebensspuren enthalten, die vielleicht nur schwerer zu erkennen sind.

Zum Zwecke der objektiven Bewertung solcher Entdeckungen verwendet die wissenschaftliche Gemeinschaft Werkzeuge wie die CoLD-Skala (Confidence of Life Detection - Zuverlässigkeit der Lebensdetektion). Diese Skala hilft Wissenschaftlern einzuschätzen, wie sicher sie sich bei ihren Befunden sind und welche nächsten Schritte zur Bestätigung erforderlich sind. „Sapphire Canyon“ steht jetzt hoch auf dieser Skala, aber die endgültige Bestätigung wird von zukünftigen, noch ausgefeilteren Analysen abhängen.

Zukunft der Proben: Rückkehr zur Erde

„Sapphire Canyon“ ist eine von 27 Gesteinsproben, die Perseverance seit seiner Landung im Jezero-Krater im Februar 2021 fleißig gesammelt hat. Diese wertvollen Proben sind in hermetisch verschlossenen Titanröhren gelagert und warten auf die historische Mission Mars Sample Return. Dabei handelt es sich um ein gemeinsames Projekt von NASA und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), das zum Ziel hat, diese Proben zur Erde zu bringen. Erst die Analyse in den fortschrittlichsten Laboren der Welt, mit Instrumenten, die zu groß und zu komplex sind, um zum Mars geschickt zu werden, wird eine endgültige Antwort auf die Frage geben können, ob die „Leopardenflecken“ tatsächlich das Geheimnis des urzeitlichen Marslebens bergen. Die Perseverance-Mission, die vom JPL für die NASA geleitet wird, setzt ihre Erforschung des Roten Planeten fort, nicht nur auf der Suche nach Leben, sondern auch durch das Sammeln von Daten über Wetterbedingungen und das Testen von Materialien für Raumanzüge, um so den Weg für zukünftige menschliche Missionen vorzubereiten.