Für mich als Biologin ist ExoMars die aufregendst vorstellbare ESA-Mission – schließlich geht es um die Suche nach außerirdischen Leben!
Darum waren die Präsentation und ein Gespräch von und mit Jorge Vagos auf dem ExoMars 2016-Event war für mich das Highlight. Er ist ExoMars Project Scientist und koordiniert die astrobiologische Mars-Forschung.
Die Vorstellung von Marsianern und einer Zivilisation auf dem Roten Planeten spuken schon seit Jahrhunderten durch die Köpfe der Menschen. Heute wissen wir, dass es keine Kanäle, Städte und Zivilisationen auf dem Mars gibt.
Aber unser Nachbarplanet Mars ist immer noch im Fokus der Suche nach außerirdischem Leben.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8a/Stromatolithe_Pal%C3%A9oarch%C3%A9en_-_MNHT.PAL.2009.10.1.jpg/1024px-Stromatolithe_Pal%C3%A9oarch%C3%A9en_-_MNHT.PAL.2009.10.1.jpg

Stromatoliten von Strelley Pool chert (SPC) (Pilbara Craton) – Western Australia (Wikipedia)

Vor schätzungsweise 3,8 Milliarden Jahren haben sich, nach dem derzeitigen Forschungsstand, auf der Erde die ersten Lebensformen gebildet. Die ältesten irdischen Fossilien sind nach derzeitiger Schätzung 3,5 bis 3,8 Milliarden Jahre alt. So sind die 3,5 Milliarden alten fossilen Stromatolithen aus Australien sicher biologischen Ursprungs, ob die etwa 3,8 Milliarden alten Bändereisenerze (banded iron formations) auf Bakterienbasis entstanden, ist nicht ganz unumstritten.
Aufgrund der Nähe und ähnlichen Umgebungsbedingungen könnte damals auch auf dem Mars Leben entstanden sein. Vor 4,3 oder 4,4 Milliarden Jahren herrschten auf dem Mars ganz andere Umstände als heute: es gab flüssiges Wasser und eine wesentlich dichtere Atmosphäre. Vor etwa 3,8 Milliarden Jahren verlor der Mars seine schützende Gashülle. Heute ist der Planet kalt, trocken und hat nur noch eine sehr dünne Rest-Atmosphäre. Es besteht also durchaus die Chance, dass in den frühen, lebensfreundlicheren Marslandschaften kleine „Marsianer“ „unterwegs“ waren.

Gibt es heute Leben auf dem Mars?

Trotz seiner heutigen Kargheit ist der Mars – abgesehen von der Erde – immer noch der beste Kandidat für Leben in unserem Sonnensystem!
Wie könnte man dieses Leben aufspüren?
Hier geht es um Lebensformen, die kaum Spuren auf der Oberfläche hinterlassen dürften, die möglicherweise sogar nur unterirdisch vorkommen.
Lebensformen sind, sehr einfach ausgedrückt, nicht ganz geschlossene Systeme, die Stoffe aus ihrer Umgebung aufnehmen, verarbeiten und dann – meist andere – Stoffe wieder abgeben. Sie betreiben Stoffwechsel.
Eine ganze Reihe von Mirkoorganismen scheiden dabei u. a. Methan aus. Ein flüchtiges Gas, das durch Gestein oder Sand nach oben entweicht und in die Atmosphäre aufsteigt. Methan ist ein Spurengas und nicht sehr stabil – es reagiert schnell mit anderen Substanzen. In der Atmosphäre hält es sich bis zu etwa 600 Jahren, danach ist es abgebaut.

http://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia19088_atreya1.jpg

Mögliche Methanquellen auf dem Mars (NASA)

 

Die ESA-Sonde Mars-Express hat Spuren von Methan gefunden. Da Methan instabil ist, muss es aus einer Quelle auf dem Planeten nachproduziert werden. Grundsätzlich kann Methan sowohl durch lebende biologische Prozesse als auch durch nicht-biologische Prozesse entstehen. Auf der Erde, so Jorge Vago, werden 90 % des Methans von Organismen produziert. Woher kommt das Methan des Mars?
Mögliche Methanquellen sind Vulkanismus, Meteoritenstaub, Kometeneinschläge, Methanhydrat (Methanklathrat), Serpentinisierung und Mikroben.

Außerdem hat MarsExpress eine weitere spektakuläre Entdeckungen gemacht:  Es gibt große Mengen flüssigen Wassers auf dem Mars – allerdings unter der Planeten-Oberfläche. Eine andere wichtige Voraussetzung für Leben ist flüssiges Wasser, das universelle Lösemittel.
Weiterhin hat MarsExpress großflächige Ablagerungen von Ton-Sedimenten nachgewiesen, die teilweise mehrere Hundert Meter dick sind. Auf der Erde bilden sich Tonablagerungen unter Einfluss von Wasser, solche Sedimente sind eine exzellente Quelle für Fossilien.

Wo sind die Bio-Signaturen?

Darum gilt es jetzt, nach Bio-Signaturen zu suchen.
Allerdings gibt es dabei eine Komplikation: Die NASA-Mars-Sonde Phonenix hat Perchlorat gefunden!
Das hatte offenbar niemand erwartet, Vago spricht ausdrücklich von einem Überraschungsfund: „Phoenix found a surprising molecule: Perchlorate.“ Und es ist keine gute Nachricht, denn Perchlorat zerstört, wenn es erhitzt wird, Bio-Moleküle. Bisher läuft die Untersuchung von Bodenproben durch Marssonden nämlich so, dass die Probe zunächst erhitzt wird. Durch die Erhitzung aber hätte Perchlorat eventuell vorhandene  Bio-Signaturen zerstören können!

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Kommentare (19)

  1. #1 schlappohr
    23. März 2016

    Sehr interessanter Artikel,vielen Dank. Das Problem mit dem Perchlorat kannte ich noch nicht. Ich habe mich nur immer gefragt, ob Bio-Moleküle beim Erhitzen nicht sowieso zerstört werden. Viele organische Verbindungen werden ja bei Wärme instabil (mir fällt gerade Ameisensäure ein, zerfällt glaube ich bei rund 100°C, und viel kompliziertere Verbindungen z.B. Eiweiß noch viel früher). Seit wann ist das Perchlorat-Problem denn bekannt?

    Ist schon verrückt: Obwohl es nach unserem derzeitigen Kenntnisstand die Annahme vollkommen logisch ist, dass es Leben auf anderen Planeten gibt, so doch die Faszination enorm groß, wenn wir es tatsächlich finden oder zumindest einigermaßen belastbare Hinweise darauf erhalten. Ich bin wirklich gespannt auf die Ergebnisse von ExoMars.

    • #2 Bettina Wurche
      23. März 2016

      @schlappohr: Jorge nannte Phoenix. Hier ist eine Publikation in Science von 2009 dazu:
      M. H. Hecht, S. P. Kounaves, R. Quinn, u. a.: Detection of Perchlorate & the Soluble Chemistry of Martian Soil at the Phoenix Mars Lander Site. In: Science. 325, Nr. 5936, 2009, S. 64–67, PMID 19574385. doi:10.1126/science.1172466
      Ja, ich denke auch, dass Perchlorat nur noch der letzte Hammerschlag ist. Natürlich sind viele organische Verbindungen an sich schon hitzeunbeständig.

  2. #3 A-P-O
    23. März 2016

    Aufschlussreich und faszinierend. Danke.

  3. #4 Rüdiger Kuhnke
    München
    23. März 2016

    Der beste Kandidat für Leben – das kann gut sein. Leben in anderer Form, nämlich Leben, das nicht auf Wasser angewiesen ist, könnte auf Titan existieren. Dieser Saturnmond lässt das Herz eines jeden Organikers höher schlagen! Und die Reaktionen; die dort ablaufen oder ablaufen könnten… Stoff für Spekulationen und Klausuren!

  4. #5 Fred
    23. März 2016

    Ein sehr guter Beitrag.
    Wenn man sich das durchliest, wir mir klar wieso wir bisher keine (Spuren von) Lebewesen auf dem Mars finden konnten. Im Prinzip ist die ExoMars der erste vernünftige Versuch Leben zu finden.

    • #6 Bettina Wurche
      23. März 2016

      @A-P-O, @Rüdiger, @Fred: Freut mich, dass er Euch gefällt. Ich lege in den nächsten Tagen noch mal nach, die Publikation von Westall, Vago et al ist einfcah ein Hammer.
      @Rüdiger: Na klar, da geht noch mehr, als nur Wasser-basiertes Leben. Ich denke, Mars ist auch deshalb im Focus, weil das Hinkommen deutlich einfacher ist und man/frau dann auch ungefähr weiß, was zu erwarten ist. Titan ist noch weiter weg und noch viel fremdartiger. Da hilft nur: noch etwas warten und gesund leben : ) Die nächsten Marslandungen sind 2020 zu erwarten, vielleicht 2030 der Jupitermond Europa…dann kommt Titan vielleicht nicht vor 2040 ´dran.

  5. #7 dgbrt
    23. März 2016

    Ich frage mich, ob das Gebiet Oxia Planum für den Rover 2018 wirklich schon beschlossen ist. Die ESA schreibt auf ihren sehr aktuellen Seiten eher, dass der jetzt gestartete Orbiter bei der Auswahl noch helfen soll. Das Ergebnis der Konferenz vom Oktober 2015 finde ich bei der ESA jedenfalls nicht.

    • #8 Bettina Wurche
      23. März 2016

      @dgbt: Ich finde nur, dass Oxia Planum empfohlen wird, Datum vom Okt. 2015. Die Publikation von Dez. 2015 kann ich nicht abrufen, da muss ich erstmal ´rankommen: “Selecting a landing site for the ExoMars 2018 mission”, Article in Solar System Research 49(7):538-542 · December 2015; DOI: 10.1134/S0038094615070205 ; Jorge L. Vago, L. Lorenzoni, F. Calantropio, A. M. Zashchirinskiy

    • #9 Bettina Wurche
      23. März 2016

      @dgbt: Da steht es doch, ich hatte die Quelle doch unterlegt: Die Publikation von Daniel Clery: “European planetary scientists are still building the roving laboratory they plan to send to Mars in 2018, but now they know where it will land: Oxia Planum. […] The landing site—chosen after intense discussions at the ESA’s technology center in Noordwijk, the Netherlands—beat out three other candidates. vom 30.10.2015.
      Das hört sich für mich endgültig an.

  6. #10 Rüdiger Kuhnke
    München
    23. März 2016

    @Bettina: Da ich ein Endalter von ca. 95 eingeplant habe, kann ich ja 2040 mitfliegen. Dann sehe ich zum Abschluss noch was Neues. 😉

    • #11 Bettina Wurche
      23. März 2016

      @Rüdiger: Dann können die sich ja den Rückflug sparen : ). Da gab es doch gerade einen Vorschlag , ältere Personen für den Marsflug auszuwählen, die dann noch 15 Jahre forschen und an Strahlung und Altersgebrechen eingehen. Jawoll, das Dirk Schulze-Makuch: http://journalofcosmology.com/Mars108.html

  7. #12 dgbrt
    24. März 2016

    @Bettina Wurche: Das hatte ich natürlich auch gelesen: “The landing site—chosen after intense discussions at the ESA’s technology center in Noordwijk, the Netherlands—beat out three other candidates.” Den ganzen Artikel muss man aber kaufen und die ESA sagt dazu bis jetzt nichts. Das ganze Ergebnis dieser Konferenz wird von der ESA bis jetzt verschwiegen, die ESA drückt sich also vor einer Stellungnahme.

    Und wenn der Rover erst 2020 startet, dann fließt noch sehr viel Wasser den Rhein oder die Moskwa hinunter. Selbst auf Wikipedia wäre das eine akzeptable Referenz, ohne dass man den Inhalt kennt. Ich akzeptiere das aber nicht. Und daran arbeite ich auf Wiki ständig; ist aber nicht einfach.

    Also: Ob der Rover überhaupt 2018 starten wird, ist noch nicht beschlossen (wie erwähnt), und wo der dann landen wird wissen wir noch nicht. Es gibt nur Empfehlungen von guten Wissenschaftlern. Mehr ist das bis jetzt nicht.

    Sorry, ich unterliege der selben Faszination bei der Erforschung des Mars; und genau deswegen bin ich besonders kritisch zu Ankündigungen, für die ich keinen verlässlichen Ablauf nachvollziehen kann.

    • #13 Bettina Wurche
      24. März 2016

      @dgbt: Hier ist der von mir zitierte Science-Beitrag im Volltext, ohne paywall, zu lesen.
      http://science.sciencemag.org/content/350/6260/490.full
      Da steht deutlich: “Oxia Planum won out because its landing trajectory is better in 2018.” D. h., nach derzeitigem Stand der Wissenschaft heißt das Ziel für den Rover von ExoMars 2018: Oxia Planum.
      Unabhängig davon, ob es 2018 oder – sehr viel wahrscheinlicher – 2020 wird.
      Eine akzeptablere, verläßlichere Referenz als einen “Science”-Beitrag kann ich mir nicht vorstellen. Der Beitrag gibt das ERgebnis der Konferenz wieder.
      Ob eventuell spätere Änderungen in der Projektplanung eintreten werden, kann zur Zeit niemand voraussehen. Ich gebe den aktuellen Stand aus einer peer-reviewed Quelle wieder.
      Das halte ich für einen Wikipedia-Artikel auch für angemessen, der ja den Anspruch auf “enzyklopädisch” hat. Eine Diskussion oder persönliche Einschätzung sollte nach meinem Verständnis nicht Teil eines Wiki-Artikels sein. Das könnte Teil eines journalistischen Beitrags, z. B. auf einem Blog, sein.
      Wollte ich hier in diesem Fall aber nicht machen.

  8. #14 dgbrt
    24. März 2016

    @Bettina Wurche: Natürlich kann ich den “Science”-Beitrag nicht vollständig lesen, nur die Zusammenfassung ist frei zugänglich. Die ESA schreibt dagegen: “Finally, about a year before the launch, ESA and Roscosmos will make the final decision of where to send the mission.” Also wird das von ESA und Roskosmos gemeinsam im Laufe des Jahres 2017 (oder sogar erst 2019) entschieden.

    In der ExoMars Broschüre vom November 2015 steht dann auch nur, dass die Arbeitsgruppe Oxia Planum als primäres Ziel vorgeschlagen hat. Ob Roskosmos an dieser Arbeitsgruppe beteiligt war, kann ich nicht feststellen. Also, offiziell ist das noch nicht.

    Und nur so nebenbei: Jorge Vago hebt in der hier gezeigten Präsentation besonders hervor, dass es sich um hoch wissenschaftliche Missionen handelt.

    • #15 Bettina Wurche
      24. März 2016

      @dgbt: Dass Vago und deGroot unterschiedliche Gewichtungen haben, ist für mich eher erwartungsgemäß.

  9. […] Meertext gibt es eine interessante Zusammenfassung zum Thema Lebe auf dem Mars und die ExoMars Mission. Denn […]

  10. #17 Bettina Wurche
    26. März 2016

    Neueste Gerüchte besagen, die 4. Stufe der Proton sei (angeblich) explodiert.
    http://www.theregister.co.uk/2016/03/26/exomars_probe_may_be_in_danger/
    Nach meinen Informationen aus gut informierten Kreisen ist ExoMars 2016 nichts passiert, die Sonde war weit genug entfernt.

  11. #18 Bettina Wurche
    4. April 2016

    Nachtrag zur Diskussion um den Landeplatz von ExoMars 2018:
    Das vollständige Zitat aus dem Science-Artikel “Europe’s Mars rover to target ancient wetland” von Daniel Clery lautet: “European planetary scientists are still building the roving laboratory they plan to send to Mars in 2018, but now they know where it will land: Oxia Planum. Clay deposits and landforms suggest this region once hosted lakes, rivers, and a delta, making it just the sort of place where you might dig into ancient soil to find signs of life, if any has ever existed on the Red Planet. And that is the mission of the ExoMars 2018 rover, the first dedicated search for martian life since the Viking landers of the 1970s. The landing site was chosen on 21 October after 2 days of intense discussions at the European Space Agency’s (ESA’s) technology center in Noordwijk, the Netherlands. It beat out three other candidates.”
    Also: Aus den vier möglichen Landestellen, die in der engeren Auswahl waren, ist die Wahl nach zweitägiger Diskussion am 21.10.2015 in Nordwijk auf Oxia Planum gefallen.

  12. […] dem ExoMars-Start 2016 hatte es sich bereits abgezeichnet, dass die Folge-Mission ExoMars 2018 wahrscheinlich auf 2020 […]