Neue Forschungsergebnisse deuten auf mögliche saisonale Klimamuster auf dem frühen Mars hin.

9. August 2023

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von Andrew Good, NASA

Wissenschaftler sind sich nicht ganz sicher, wie das Leben auf der Erde entstanden ist, aber eine vorherrschende Theorie besagt, dass persistente Zyklen von feuchten und trockenen Bedingungen an Land dazu beigetragen haben, komplexe chemische Bausteine für mikrobielles Leben zusammenzusetzen. Deshalb ist ein Patchwork aus gut erhaltenen alten Schlammspalten, das vom Marsrover Curiosity der NASA entdeckt wurde, so aufregend für das Team der Mission.

Ein neuer Artikel in Nature beschreibt, wie das charakteristische hexagonale Muster dieser Schlammspalten erste Hinweise auf feucht-trockene Zyklen auf dem frühen Mars liefert.

"Diese speziellen Schlammspalten entstehen, wenn feucht-trockene Bedingungen wiederholt auftreten - vielleicht saisonal", sagte der Hauptautor des Artikels, William Rapin vom Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie in Frankreich.

Curiosity steigt allmählich durch die sedimentären Schichten des Mount Sharp auf, der 5 Kilometer hoch im Gale-Krater steht. Der Rover entdeckte die Schlammspalten 2021, nachdem er eine Probe von einem Gesteinsziel namens "Pontours" gebohrt hatte, das sich in einer Übergangszone zwischen einer tonreichen Schicht und einer höher gelegenen Schicht befindet, die mit salzhaltigen Mineralien namens Sulfate angereichert ist. Während Tonminerale normalerweise in Wasser entstehen, neigen Sulfate dazu, sich zu bilden, wenn das Wasser verdunstet.

Die in den jeweiligen Gebieten vorherrschenden Minerale spiegeln verschiedene Epochen in der Geschichte des Gale-Kraters wider. Die Übergangszone zwischen ihnen zeugt von einer Zeit, als längere Trockenperioden zunahmen und die einst den Krater füllenden Seen und Flüsse zurückgingen.

Wenn Schlamm austrocknet, schrumpft er und zerbricht in T-förmige Verbindungen - das ist es, was Curiosity zuvor bei "Old Soaker", einer Ansammlung von Schlammspalten weiter unten am Mount Sharp, entdeckt hatte. Diese Verbindungen zeigen, dass der Schlamm von Old Soaker einmal entstanden und ausgetrocknet ist, während die wiederholten Expositionen gegenüber Wasser, die den Pontours-Schlamm erzeugten, dazu führten, dass die T-förmigen Verbindungen weicher wurden und sich Y-förmig formten und schließlich ein hexagonales Muster bildeten.

Die hexagonalen Risse in der Übergangszone bildeten sich auch weiter, während neuer Sediment abgelagert wurde, was darauf hinweist, dass die feucht-trockenen Bedingungen über lange Zeiträume anhielten. ChemCam, das präzise Laserinstrument von Curiosity, bestätigte eine robuste Rinde aus Sulfaten entlang der Ränder der Risse, was angesichts der Nähe zur Sulfatregion nicht überraschend ist. Die salzige Kruste hat die Schlammspalten vor Erosion geschützt und sie für Milliarden von Jahren bewahrt.

"Dies sind die ersten greifbaren Beweise, die wir gesehen haben, dass das alte Klima des Mars solche regelmäßigen, erdähnlichen feucht-trockenen Zyklen hatte", sagte Rapin. "Aber noch wichtiger ist, dass feucht-trockene Zyklen hilfreich sind - vielleicht sogar erforderlich - für die molekulare Evolution, die zum Leben führen könnte."

Obwohl Wasser für das Leben unerlässlich ist, ist ein sorgfältiges Gleichgewicht erforderlich - weder zu viel Wasser, noch zu wenig. Die Bedingungen, die mikrobielles Leben aufrechterhalten können - wie zum Beispiel ein langanhaltender See - sind nicht dieselben Bedingungen, von denen die Wissenschaftler glauben, dass sie erforderlich sind, um chemische Reaktionen zu fördern, die zur Bildung von Leben führen könnten. Ein wichtiges Produkt dieser chemischen Reaktionen sind lange Ketten von kohlenstoffbasierten Molekülen, sogenannte Polymere, einschließlich Nukleinsäuren, die als chemische Bausteine des Lebens gelten, wie wir es kennen.

Feucht-trockene Zyklen regulieren die Konzentration von Chemikalien, die die grundlegenden Reaktionen zur Bildung von Polymeren ernähren.

"Dieser Artikel erweitert die Art der Entdeckungen, die Curiosity gemacht hat", sagte der Projektwissenschaftler der Mission, Ashwin Vasavada vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien. "In über 11 Jahren haben wir ausreichend Hinweise gefunden, dass das alte Mars möglicherweise mikrobielles Leben unterstützt hat. Jetzt hat die Mission auch Hinweise auf Bedingungen gefunden, die die Entstehung von Leben gefördert haben könnten."

Die Entdeckung der Schlammspalten von Pontours könnte den Wissenschaftlern tatsächlich die erste Möglichkeit bieten, die Überreste des Ursprungs des Lebens zu untersuchen. Die Erdkrustenplatten recyceln ständig ihre Oberfläche und begraben Beispiele für ihre präbiotische Geschichte. Mars hat keine Erdplatten, daher wurden deutlich ältere Perioden in der Geschichte des Planeten bewahrt.

"Es ist ziemlich Glück für uns, einen Planeten wie Mars in der Nähe zu haben, der immer noch eine Erinnerung an die natürlichen Prozesse birgt, die möglicherweise zur Entstehung von Leben geführt haben", sagte Rapin.

Journalinformation: Nature

Provided by NASA