Früher Mars: Neue Studie entdeckt saisonale Klimamuster
10/08/23 10:53
Obwohl Wissenschaftler nicht vollständig sicher sind, wie das Leben auf der Erde seinen Anfang nahm, gibt es eine weitverbreitete Theorie, die besagt, dass wiederkehrende Phasen aus feuchten und trockenen Bedingungen an Land dazu beigetragen haben könnten, die komplexen chemischen Grundbausteine für mikrobielles Leben zu bilden. Daher erzeugt die Entdeckung eines gut erhaltenen Musters alter Schlammsprünge durch den Mars-Rover Curiosity der NASA große Begeisterung im Missionsteam.
Ein neues wissenschaftliches Dokument in der Fachzeitschrift "Nature" beschreibt, wie das einzigartige hexagonale Muster dieser alten Schlammsprünge erstmals auf wiederkehrende nasse und trockene Phasen auf dem frühen Mars hinweist.
Der Leitautor der Studie, William Rapin vom Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie in Frankreich, erklärte: "Diese speziellen Schlammsprünge bilden sich, wenn sich nasse und trockene Bedingungen wiederholt abwechseln - möglicherweise saisonal."
Der Rover Curiosity durchforscht Schicht für Schicht den Mount Sharp im Gale-Krater, der eine Höhe von 5 Kilometern erreicht. Im Jahr 2021 entdeckte der Rover die gut erhaltenen Schlammsprünge nach einer Probenentnahme von einem Felsziel namens "Pontours". Dieses Gesteinsziel befand sich in einer Übergangszone zwischen einer Ton-reichen Schicht und einer darüber liegenden Schicht, die mit salzhaltigen Mineralien namens Sulfate angereichert ist. Während Tonminerale normalerweise unter Wassereinfluss entstehen, bilden sich Sulfate, wenn das Wasser verdunstet.
Die vorherrschenden Mineralien in den verschiedenen Schichten spiegeln verschiedene Zeitalter in der Geschichte des Gale-Kraters wider. Die Übergangszone zwischen diesen Schichten bietet Informationen über eine Zeit, in der längere Trockenperioden häufiger wurden und die einst den Krater ausfüllenden Seen und Flüsse zurückgingen.
Wenn Schlamm austrocknet, schrumpft und reißt er in T-förmige Verbindungen. Diese T-förmigen Verbindungen wurden zuvor von Curiosity bei "Old Soaker" entdeckt, einer Ansammlung von Schlammsprüngen weiter unten am Mount Sharp. Diese Verbindungen zeigen, dass der Schlamm von Old Soaker einmal geformt und ausgetrocknet war. Bei den wiederholten Expositionen gegenüber Wasser, die den Pontours-Schlamm formten, wurden die T-förmigen Verbindungen zu Y-förmigen weicher, was schließlich das hexagonale Muster entstehen ließ.
Die hexagonalen Risse in der Übergangszone entstanden sogar weiter, während neue Sedimente abgelagert wurden, was darauf hinweist, dass die nass-trockenen Bedingungen über lange Zeiträume hinweg anhielten. Das präzise Laserinstrument ChemCam von Curiosity bestätigte das Vorhandensein einer robusten Sulfatkruste entlang der Ränder der Risse. Diese salzige Kruste hat die Schlammsprünge widerstandsfähig gegen Erosion gemacht und sie über Milliarden von Jahren bewahrt.
Rapin betonte, dass dies der erste konkrete Nachweis dafür ist, dass das frühere Klima des Mars regelmäßige nass-trockene Zyklen aufwies, die dem auf der Erde ähnelten. Doch von noch größerer Bedeutung ist, dass diese nass-trockenen Zyklen möglicherweise entscheidend sind - vielleicht sogar eine Voraussetzung - für die molekulare Entwicklung, die zur Entstehung von Leben führen könnte.
Richtige Bedingungen
Obwohl Wasser für das Leben unerlässlich ist, ist ein feines Gleichgewicht erforderlich - weder zu viel noch zu wenig Wasser. Die Bedingungen, die mikrobielles Leben unterstützen, indem sie beispielsweise das Vorhandensein eines langanhaltenden Sees ermöglichen, sind nicht dieselben Bedingungen, von denen Wissenschaftler glauben, dass sie benötigt werden, um chemische Reaktionen zu fördern, die möglicherweise zur Entstehung von Leben führen könnten. Ein wichtiger Produkt dieser chemischen Reaktionen sind lange Ketten von kohlenstoffbasierten Molekülen, die Polymere genannt werden. Hierzu gehören auch Nukleinsäuren, die als die grundlegenden Bausteine des Lebens gelten, wie wir es kennen.
Die Wechselwirkung von nassen und trockenen Zyklen reguliert die Konzentration von Chemikalien, die die grundlegenden Reaktionen zur Bildung von Polymeren unterstützen. Diese Polymerketten sind wiederum entscheidend für die Entstehung dieser langen Kohlenstoffmoleküle.
"Dieses Forschungspapier erweitert die Art der Entdeckungen, die der Rover Curiosity gemacht hat", betonte Ashwin Vasavada, der Projektwissenschaftler der Mission am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien. "Über einen Zeitraum von mehr als 11 Jahren haben wir ausreichend Beweise gesammelt, die darauf hindeuten, dass der frühere Mars möglicherweise mikrobielles Leben unterstützt haben könnte. Nun hat die Mission auch Anzeichen für Bedingungen gefunden, die möglicherweise die Entstehung des Lebens begünstigt haben könnten."
Die Entdeckung der Schlammsprünge von Pontours könnte den Wissenschaftlern tatsächlich die erste Gelegenheit bieten, Überreste des Ursprungs des Lebens zu untersuchen. Während die tektonischen Platten der Erde ständig ihre Oberfläche recyceln und Beispiele ihrer präbiotischen Geschichte begraben, gibt es auf dem Mars keine tektonischen Platten, wodurch viel ältere Phasen der Planetengeschichte bewahrt wurden.
"Es ist ziemlich glücklich für uns, dass wir einen Planeten wie den Mars in unserer Nähe haben, der noch immer eine Erinnerung an die natürlichen Prozesse bewahrt, die möglicherweise zur Entstehung des Lebens geführt haben könnten", sagte Rapin.
