Leben außerhalb der Erde: Forscher machen neue Entdeckungen

Die Debatte über Leben außerhalb der Erde geht weiter. Erneut im Fokus stehen dabei der Mars sowie ein Mond des Saturn. Auf ihnen konnten Forscher nun Spuren finden, die Leben ermöglichen würden oder vielleicht einst ermöglichten. Weitere Untersuchungen auf diesem Gebiet sollen künftig die Frage nach fremdem Leben beantworten. Andere Forscher beantworten die Frage schon jetzt mit Nein oder Vielleicht.

Ebenfalls umstritten ist die Frage nach aktuellen Wasservorkommen auf dem Mars. Erst kürzlich veröffentlichte eine Gruppe von Forschern um Igor Mitrofanov eine Studie, in der sie Hinweise auf mögliche Wasservorkommen in einem der Mars-Canyon geben. Für das Vorhandensein von Wasser am Südpol des Mars sprechen sich auch Forscher des Southwest Research Institute (SwRI) aus. Auf dieselben Daten stützen sich auch Forscher der University of Texas – diese kommen jedoch zu einem völlig gegenteiligen Entschluss.

Leben oder nur Zufall?

Nach Angaben der NASA haben Wissenschaftler Kohlenstoff-12-Isotope gefunden, die auf der Erde mit biologischen Prozessen in Verbindung stehen. Irdische Lebewesen verwenden dieses Kohlenstoff-Isotop für den Stoffwechsel der Nahrung oder die Fotosynthese. Enthalten war dieses Isotop in der Hälfte aller pulverisierten Gesteinsproben, welche der NASA-Rover Curiosity von der Marsoberfläche sammelte.

Die Entdeckung sei zwar faszinierend, aber keine Garantie für (uraltes) Leben auf dem Mars, so die Wissenschaftler. Denn schließlich sind Erde und Mars so unterschiedlich, dass sie keine endgültigen Parallelen ziehen können. Zudem sind viele Prozesse auf dem Mars bis heute ungeklärt. Derzeit fehlen noch stichhaltige Beweise wie zum Beispiel sedimentäre Gesteinsformationen, die von uralten Bakterien erzeugt wurden.

„Wir finden Dinge auf dem Mars, die äußerst interessant sind. Allerdings bräuchten wir wirklich mehr Beweise, um sagen zu können, dass wir Leben identifiziert haben“, sagte der NASA-Forscher Paul Mahaffy. „Das Schwierigste ist, sich von der Erde zu lösen und unsere Voreingenommenheit loszulassen, um die Grundlagen der Chemie, der Physik und der Umweltprozesse auf dem Mars zu ergründen“, ergänzt die Astrobiologin Jennifer L. Eigenbrode. „Wir müssen unseren Geist öffnen und über den Tellerrand hinausschauen.“

Genau das versuchen die NASA-Forscher in ihrer Ende Januar veröffentlichten Studie¹ und legen insgesamt drei mögliche Erklärungen für das Vorhandensein der Kohlenstoff-12-Isotope vor:

• 1. Theorie (biologischer Ansatz): Uralte Bakterien auf der Marsoberfläche setzten Methan in die Atmosphäre frei, wo UV-Licht das Gas in größere, komplexere Moleküle wie Kohlenstoff-12-Isotope umwandelte;
• 2. Theorie (nicht-biologischer Ansatz): Eine Wechselwirkung von UV-Licht mit Kohlendioxidgas in der Marsatmosphäre führten zur Entstehung neuer kohlenstoffhaltiger Moleküle, die sich an der Oberfläche absetzten;
• 3. Theorie (nicht-biologischer Ansatz): Ein seltenes Ereignis vor Hunderten von Millionen von Jahren führte dazu, dass riesige Molekülwolken (beladen mit Kohlenstoff-12-Isotopen) das Sonnensystem durchquerten.

„Alle drei Erklärungen passen zu den Daten“, erklärt der Studienleiter Christopher House. „Wir brauchen einfach mehr Daten, um sie auszuschließen oder zu bestätigen.“

Saturnmond im Inneren flüssig und mit Leben?

Laut Forschern des SwRI könnte auch der Saturnmond Mimas das Potenzial haben, Leben, wie wir es kennen, zu beherbergen. Der Schlüssel dazu könnte ein unterirdischer flüssiger Ozean sein – denn da, wo Wasser ist, ist auch Leben?

Alles begann mit einer Aufnahme der Cassini-Sonde, die ein seltsames Wackeln in der Rotation des Mondes aufzeichnete. Einer aktuellen Studie² zufolge könnte das Wackeln das Ergebnis eines flüssigen Ozeans sein, der sich direkt unter der eisigen Oberfläche Mimas befindet. Derartige innere Wasser-Ozean-Welten (IWOWs) könnten die Chance auf lebensfreundliche Welten in der Galaxie erheblich vergrößern, so die Forscher in einer Pressemitteilung.

Die Existenz solcher inneren Wasser-Ozean-Welten ist nicht neu, jedoch mitunter schwer zu erkennen. So täuschten sich Forscher anfangs in Mimas: „Da die Oberfläche von Mimas stark zerkratzt ist, dachten wir, es handele sich nur um einen gefrorenen Eisblock“, erklärt Dr. Alyssa Rhoden vom SwRI. „Wie sich herausstellte, hat uns die Oberfläche von Mimas getäuscht.“

Doch wie kann der Ozean im Inneren flüssig sein? Die Antwort lautet: Gezeitenprozesse, denn durch sie werden Bahn- und Rotationsenergie in Form von Wärme ins Innere abgeführt. Die Gezeitenerwärmung muss also groß genug sein, um ein Ausfrieren des Ozeans zu verhindern, aber gleichzeitig auch klein genug, um seine dicke äußere Eishülle zu erhalten. Mithilfe eines Gezeitenheizungsmodells zeigte sich, dass der flüssige Ozean etwa 23 bis 32 Kilometer unter dem stabilen Eispanzer liegen muss. „Diesmal haben sich die realistischsten Szenarien für die Stabilität der Eishülle und die beobachteten Schwingungen als Beweis für einen internen Ozean erwiesen“, so Rhoden.

Forscher haben herausgefunden, dass der kleine Saturnmond Mimas (links) wahrscheinlich wie sein Nachbar Enceladus (rechts) einen inneren Ozean besitzt. Dieser ist unter einer dicken eisigen Oberfläche versteckt und könnte Leben beherbergen. Foto: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

Wasser mit Frostschutz unter Mars-Südpol

Apropos flüssiges Wasser – bereits 2018 berichteten Forscher von starken Radarreflexionen, welche von der NASA-Sonde Mars Express eingefangen und als flüssiges Wasser gedeutet wurden. Es herrschte Unstimmigkeiten in der Forschung: Ist es wirklich ein Zeichen für flüssiges Wasser oder kommen andere Ursachen infrage? Laut den Forschern des SwRI könnte es sich unter dem Südpol des Mars tatsächlich um flüssiges Wasser handeln.

Dies sei demnach durch „exotische Salze“ möglich, wie sie in ihrer neuen Studie³ beschreiben. „Die exotischen Salze, von denen wir wissen, dass sie auf dem Mars existieren, haben erstaunliche ‚Frostschutz‘-Eigenschaften. Sie ermöglichen es, dass Solen bei bis zu -103 Grad Celsius flüssig bleiben“, erklärt der Geophysiker Dr. David Stillman.

Dieses Salzwasser könnte sich unterhalb der Polkappen zwischen Eiskörnern oder Sedimenten befinden, wie durchgeführte Labormessungen bestätigen. Herkömmliche Modelle schlossen dies bislang aus, da die Temperaturen am Mars-Südpol weit unter dem Gefrierpunkt von Wasser liegen. Aus diesem Grund stellten viele Wissenschaftler das Vorhandensein von flüssigem Wasser dort infrage, so die SwRI-Forscher.

„Es gibt Seen mit flüssigem Wasser unter Gletschern in der [irdischen] Arktis und Antarktis. Wir haben also Analogien auf der Erde […]“, sagte Stillman, Spezialist für den Nachweis von Wasser auf planetarischen Körpern.

Die Suche nach Wasser im Universum hat ihre Wurzeln in der Suche nach potenziell bewohnten Orten, denn alles uns bekannte Leben benötigt Wasser. „In diesem Fall hat uns die Suche nach Wasser an Orte geführt, die so kalt sind, dass Leben, wie wir es kennen, nicht gedeihen könnte“, so Stillman. „Aber es ist trotzdem interessant, und wer weiß, welche evolutionären Wege außerirdisches Leben genommen haben könnte.“

Ein Blick auf den Südpol des Mars. Die Frage nach dem Vorhandensein von flüssigem Wasser unter der Südpolkappe des Roten Planeten spaltet die Wissenschaft. Foto: ESA/DLR/FU Berlin

Vulkane statt flüssiges Wasser?

Im Gegensatz dazu halten die Wissenschaftler der University of Texas diese Theorie nur für eine Fata Morgana. So veröffentlichten die Forscher um Cyril Grima Ende Januar eine Studie⁴, in der sie Vulkane als mögliche Verursacher der Radarreflexionen sehen.

„Damit sich Wasser so nahe an der Oberfläche halten kann, braucht man sowohl eine sehr salzhaltige Umgebung als auch eine starke, lokale Wärmequelle. Dies passt aber nicht zu dem, was wir über diese Region wissen“, so die Forscher. Für die Forscher der TU Texas ist die „Flüssiges-Wasser-Theorie“ daher keine plausible Erklärung.

Mithilfe einer Radarkarte untersuchten Grima und sein Team die Oberfläche des Mars. Dabei bemerkten sie, dass ähnlich starke Reflexionen über alle Breitengrade verstreut waren. In allen bekannten Fällen stimmten diese mit der Lage von Vulkanebenen überein. Auf der Erde können eisenhaltige Lavaströme Felsen hinterlassen, die das Radar in ähnlicher Weise reflektieren. Eine andere Möglichkeit sind Mineralablagerungen in ausgetrockneten Flussbetten.

In jedem Fall, so Grima, könnte diese Diskussion wichtige Fragen zur Geschichte des Mars beantworten. Auch wenn unter der südlichen Polkappe möglicherweise kein flüssiges Wasser eingeschlossen ist, gibt es auf dem Mars reichlich Wassereis, auch in den Polkappen.

Die neue Studie deutet sogar auf eine feuchtere Vergangenheit des Mars hin. „Ich denke, das Schöne an Grimas Ergebnis ist, dass es […] uns die Möglichkeit gibt, sehr genau nach Beweisen für alte Seen und Flussbetten zu suchen und Hypothesen über die allgemeine Austrocknung des Mars über Milliarden von Jahren zu untersuchen“, sagte Isaac Smith, Marsgeophysiker an der Universität York.

„Wissenschaft ist nicht beim ersten Versuch treffsicher – vor allem nicht die Planetenforschung. Wir befassen uns hier mit Orten, die noch nie jemand besucht hat, und verlassen uns auf Instrumente, die alles aus der Ferne erfassen“, so Smith.

Quellen:

(1) House et al. (2022); doi.org/10.1073/pnas.2115651119

(2) Rhoden, Walker (2022); doi.org/10.1016/j.icarus.2021.114872

(3) Mattei et al. (2022); doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117370

(4) Grima et al. (2022); doi.org/10.1029/2021GL096518

Dieser Artikel erschien zuerst in der Epoch Times Wochenzeitung, Ausgabe Nr. 31, vom 12. Februar 2022.

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