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Perseverance's discovery in Jezero Crater
In den letzten zwölf Monaten gesammelte Daten des NASA-Rovers Perseverance haben nach Angaben der Forschenden die bislang überzeugendsten in-situ Hinweise geliefert, dass auf dem Mars einst mikrobielle Prozesse stattgefunden haben könnten. Der Fund konzentriert sich auf einen Felsen namens Chevaya Falls und zwei benachbarte Ziele in der Bright Angel-Formation — Sapphire Canyon und Apollo Temple — auf dem Boden des Jezero-Kraters, einem Becken, das einst dauerhaft flüssiges Wasser beherbergte.
Der Erstautor Joel Hurowitz (Stony Brook University) und sein Team führten eine umfassende Analyse der Messdaten aus dem Instrumentarium von Perseverance durch. Ihre Arbeit legt nahe, dass die plausibelste Erklärung für die markanten leopardenfleckenartigen Muster auf diesen Gesteinen biologische Aktivität ist. Obwohl die Ergebnisse nicht schlüssig sind — eine Probenrückführung und Laboruntersuchungen auf der Erde sind erforderlich, um Leben zu bestätigen — sind die mineralischen und chemischen Muster höchst suggestiv und verdienen eine detaillierte Nachverfolgung.
Chemical fingerprints and mineralogy
Perseverance detektierte organische Substanzen — kohlenstoffreiche Materialien — in den Bright-Angel-Proben. Organischer Kohlenstoff auf dem Mars kann sowohl biotisch als auch abiotisch entstehen und ist daher für sich genommen nicht diagnostisch. Die Stärke des Fundes liegt jedoch im Gesamtzusammenhang: tonreiche Wirtsgesteine (Hinweis auf früheres Wasser), Calciumsulfat‑Adern, getrennt durch hämatitreiche Nähte, und die charakteristischen eisenreichen „Leoparden“-Flecken, die in Eisenphosphat- und Eisensulfid‑Mineralien angereichert sind, am ehesten vergleichbar mit Vivianit und Greigite.
Auf der Erde sind Phosphate und Eisensulfide häufig mit mikrobiellen Stoffwechselprozessen in Sedimenten verbunden. Mikroben oxidieren und reduzieren chemische Spezies — ein Prozess, der als Redox‑Kreislauf bezeichnet wird — und nutzen organisches Material als Energiequelle sowie Elemente wie Eisen und Schwefel als Elektronenakzeptoren oder -donoren. Der Geobiologe Michael Tice (Texas A&M University) merkt an: „Es sind nicht nur die Minerale, sondern auch ihre Anordnung in diesen Strukturen, die darauf hindeutet, dass sie durch den Redox‑Kreislauf von Eisen und Schwefel entstanden sind.“ Ähnliche räumliche Anordnungen auf der Erde entstehen oft dort, wo Mikroben organisches Material aktiv verarbeiten und sozusagen ‚auf Rost (Eisenoxide) oder Sulfat atmen‘.
Modeling abiotic versus biotic formation
Das Forschungsteam modellierte alternative nicht-biologische (abiotische) Wege, die das beobachtete Mineralgefüge erzeugen könnten. Sie fanden, dass ein abiotischer Sulfat-zu-Sulfid‑Reduktionsweg einige Merkmale reproduzieren kann, jedoch nur unter extremen und für die Bright-Angel-Proben unwahrscheinlichen Bedingungen: sehr niedriger pH‑Wert (starke Säure) oder anhaltende Temperaturen oberhalb von etwa 150–200 °C. Solche Bedingungen würden andere thermische oder chemische Spuren hinterlassen; die Bright-Angel‑Gesteine zeigen keinerlei Hinweise auf so umfassende Erhitzung oder Säurealteration.
Daher bleiben abiotische Hypothesen zwar prinzipiell möglich, doch sie sind weniger konsistent mit der Gesamtheit der Beobachtungen. Die biologische Interpretation hingegen liefert eine stimmige Erklärung für das Nebeneinander von Tonmineralen (wasserveränderte Minerale), organischen Stoffen, Calciumsulfat, Hämatit‑Nähten und den eisenphosphat-/eisensulfid‑gepunkteten Texturen.
Mission context and the need for sample return
Perseverance trägt ein leistungsfähiges Set aus Fernerkundungs- und Kontaktinstrumenten, die in-situ hochwertige geochemische und mineralogische Analysen erlauben, doch diese Werkzeuge sind im Vergleich zu den Laborverfahren auf der Erde begrenzt. Die Bestätigung uralten mikrobiellen Lebens erfordert isotopische Messungen, mikroskopische Bildgebung im Nanometermaßstab und komplexe Trennverfahren für organische Moleküle sowie Sequenziermethoden, die nur terrestrische Labore leisten können. Deshalb hat der Rover Proben gesammelt, die für eine zukünftige Mars Sample Return‑Kampagne bestimmt sind. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler warten gespannt auf diese Gesteinskerne.
What’s next?
Das Forschungsteam empfiehlt gezielte Laborversuche auf der Erde, um sowohl biotische als auch abiotische Redoxprozesse zu simulieren, die die beobachteten Merkmale hervorrufen könnten. Diese Experimente sollen helfen, die Kriterien für zurückgeführte Proben zu verfeinern und Unklarheiten bei der Interpretation von Biosignaturen auf dem Mars zu reduzieren.
Expert Insight
Dr. Elena Martín, Planetengeochemikerin (fiktive Expertin), kommentiert: „Die Befunde aus dem Bright Angel sind ein Lehrbuchbeispiel dafür, wie wichtig der Kontext in der Astrobiologie ist. Organische Stoffe allein sind zwar bemerkenswert, aber wenn sie zusammen mit redox‑sensitiven Mineralen in Mustern auftreten, die mit biologischem Stoffwechsel vereinbar sind, gewinnt die Hypothese früher mikrobieller Aktivität an Gewicht. Entscheidender Beweis wird jedoch erst durch eine Probenrückführung und präzise Laboranalysen erbracht, die biologische von abiotischen Signaturen trennen können.“
Implications for planetary science and astrobiology
Würden die Bright-Angel‑Ergebnisse durch zurückgeführte Proben bestätigt, wäre das ein paradigmatischer Fund: direkter Nachweis, dass Stoffwechselprozesse ähnlich denen irdischer Mikroben in einer frühen Marsumgebung stattgefunden haben könnten. Die Auswirkungen reichen über einen einzelnen Fundort hinaus — sie würden beeinflussen, wie planetare Bewohnbarkeit bewertet wird, wie Biosignaturen für künftige Missionen ausgewählt werden und wie wir die Ko‑Evolution von Wasser, Chemie und möglichem Leben im inneren Sonnensystem verstehen.
Außerdem bietet Mars, da die ältesten Gesteine der Erde durch Plattentektonik und hochgradige Metamorphose stark überprägt sind, ein einzigartiges Archiv, in dem empfindliche biosignaturerhaltende Bedingungen über Milliarden Jahre erhalten bleiben können. Das Beobachten potenziell ähnlicher Eisen‑Schwefel‑Organik‑Interaktionen auf einem anderen Planeten ist wissenschaftlich außerordentlich bedeutsam.
Conclusion
Die Beobachtungen von Perseverance in der Bright-Angel‑Formation — insbesondere die leopardenfleckenartigen Texturen von Chevaya Falls und benachbarten Gesteinen — liefern die bislang stärksten in‑situ‑Hinweise darauf, dass auf dem Mars mikrobiellen Prozesse stattgefunden haben könnten. Zwar können abiotische Wege nicht ausgeschlossen werden, doch sie erfordern Bedingungen, die durch die vorliegenden Daten nicht gestützt werden. Der entscheidende Test ist die Rückführung von Marsproben zur Erde, wo fortgeschrittene Labormethoden biologische Ursprünge bestätigen oder widerlegen können. Bis dahin schärfen diese Befunde den wissenschaftlichen Fokus auf gezielte Experimente, verfeinerte Modelle und einen beschleunigten Weg hin zu Probenrückführungsmissionen, die eine der tiefsten Fragen der Menschheit beantworten könnten: Ist Leben jenseits der Erde jemals entstanden?
Quelle: nature
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