Fremdes Leben im Sonnensystem

16.01.2016

Könnte es trotz Säurewolken, infernalischer Hitze, tödlicher Strahlung und extremer Kälte doch Leben in unserer kosmischen Nachbarschaft geben?

Mars-Oberfläche. Bild: Alamy

Am nordöstlichen Saum des gewaltigen Vatnajökull-Gletschers ragt das Kverkfjöll-Gebirge auf: Eine Kette aktiver Vulkane, die sich von der monotonen Landschaft Islands abheben. Tief unter diesen Bergen brodelt heißes Magma in unterirdischen Kammern. Hitze aus diesem Hexenkessel lässt das Gletschereis darüber tauen, was eine spektakuläre Eishöhle von 2,8 Kilometern Länge hat entstehen lassen. Das Schmelzwasser sammelt sich in Seen, die gefrieren würden, hielte sie nicht die geothermale Energie der unterirdischen Magmakammern flüssig.

Diese heißen Säureseen mögen zunächst kaum als lebensfreundlich erscheinen, doch gleichwohl haben bestimmte Bakterien dort ihren Lebensraum. Ian Crawford, Professor für Planetare Wissenschaft und Astrobiologie am Birkbeck College der University of London, erforscht diese robusten Organismen. "Ich nehme Proben aus den kochenden Säurenseen. Wir wollen herausfinden, wie sich das Leben angepasst hat, um dort leben zu können." Diese Bakterien sind nur ein Beispiel für Extremophile - Organismen, die unter Bedingungen, die man noch bis vor kurzem für absolut lebensfeindlich hielt, nicht nur mit Ach und Krach überleben, sondern vielmehr blühen und gedeihen. Halophile sind extrem salzresistent, Xerophile überleben an den trockensten Orten unseres Planeten, Alkaliphile gedeihen an stark basischen Orten.

Thermalquellen von Yellowstone. In manchen Quellen des Yellowstone-Parks findet sich so viel Schwefelsäure, dass kein Leben existieren kann - außer bestimmten Bakterien, die sich dort sehr wohl fühlen. Bild: Jim Peaco, National Park Service / Wikicommons, Public Domain

Die Erkenntnis, dass Leben an scheinbar desolaten Orten auf der Erde existieren kann, gab Wissenschaftlern die Hoffnung, ähnliche Lebensformen unter extremen Bedingungen an anderen Orten im Sonnensystem zu finden. Die Forschungen von Ian Crawford in Island helfen, potenziell lebensfreundliche Umgebungen auf dem Mars zu identifizieren. "Kochendes Säurewasser verändert umgebendes Gestein", erklärt er. Eine Interaktion zwischen Vulkanen und Eis fand in der früheren Marsgeschichte sehr häufig statt. Die Mars-Rover tragen Instrumente, um entsprechende Veränderungen am Gestein zu entdecken. So finden sie Stellen auf der Marsoberfläche, die vielleicht einst hydrothermale Becken beherbergten. "Mars erlaubt heute wohl kein Leben, früher aber vielleicht schon." Selbst der Nachweis von Marsleben, das bereits vor langer Zeit ausgestorben ist, wäre ein großer wissenschaftlicher Durchbruch.

Der Mars ist der Planet, der uns derzeit wohl am meisten fasziniert. Dank einer Serie von Rovern, Landern und Orbitern wissen wir über diesen Planeten mehr als über seine Nachbarn. Ja, genaugenommen wissen wir über bestimmte Teile des Mars sogar mehr, als wir über bestimmte Regionen unserer eigenen Erde wissen: Wir haben eine bessere Karte der Marsoberfläche als des irdischen Ozeanbodens! Während der zehn Jahre, in denen die Mars-Express-Mission der Europäischen Weltraumagentur ESA bereits den Mars umkreis, wurden 95% der Oberfläche abfotografiert.

Insgesamt vier Mars-Rover - fahrende Roboter, die von der Erde aus ferngesteuert werden - wurden erfolgreich gelandet. Die Rover Sojourner und Spirit sind mittlerweile außer Betrieb, doch Opportunity und Curiosity sind aktiv. Curiosity hat unlängst das dritte Jahr erfolgreicher Marserkundung gefeiert. Diese Rover haben unser Wissen über den Planeten revolutioniert. Wir verdanken ihnen nicht nur phantastische Bilder, wie etwa spektakuläre Marssonnenuntergänge. Die Rover haben auch die Oberfläche nach Indizien einstiger Lebensfreundlichkeit des Mars abgesucht. Und was sie gefunden haben, hat Wissenschaftler elektrisiert.

Die Landung von ExoMars. Um sicher auf dem Roten Planeten zu landen, muss der Rover 2018 eine Reihe von Manövern durchführen. Bild: Adrian Mann / Space
  1. Eintritt
    Das Landmodul tritt in einer Höhe von 120 km in die Marsatmosphäre ein. Die Geschwindigkeit beträgt zu diesem Zeitpunkt immer noch 21.000 km/h.
  2. Hitzeschutz
    Beim Abbremsen von Mach 35 auf Mach 2 schützen die Vorder- und Hinterhitzeschilde den ExoMars-Rover im Inneren vor den 1.500 Grad Celsius Hitze, die die Reibung mit der umgebenden Atmosphäre erzeugt.
  3. Ballastabwurf
    Sobald ExoMars die untere Marsatmosphäre erreicht hat, werden Vorder- und Hinterhitzeschild abgeworfen.
  4. Gleitflug nach unten
    Bei Mach 2 öffnet ExoMars den Fallschirm, um sanfter nach unten zu gleiten und auf unter Schall abzubremsen.
  5. Annäherung
    Drei Tage, bevor der Mars erreicht wird, löst sich das Landemodul von ExoMars. Die restliche Entfernung wird im Sparmodus zurückgelegt. Wenige Stunden vor der Ankunft erfolgt das Aufwecken.
  6. Messung der Oberfläche
    Der Computer von ExoMars bestimmt den genauen Punkt in der Landeprozedur mithilfe des Radars, das die Höhe über der Oberfläche misst.
  7. Bremsdüsen
    Im richtigen Moment über der Oberfläche startet ExoMars seine Bremsdüsen. So wird die Geschwindigkeit reduziert, während sich der Boden nähert.
  8. Landeplatz
    Den Landeplatz muss man noch unter vier möglichen Orten wählen: Mawrth Vallis, Oxia Planum, Hypanis Vallis und Oxia Palus. Sie finden sich allesamt in Regionen, in denen Leben theoretisch existieren könnte.
  9. Aufsetzen
    Acht Minuten nach dem Eintritt in die Atmosphäre haben die ExoMars-Bremsdüsen die Sonde auf weniger als 15 km/h abgebremst. Das erlaubt eine kontrollierte Landung auf der Marsoberfläche.

Mars war einst wärmer und feuchter, und besaß eine wesentlich dichtere Atmosphäre. Früher war bis zu ein Drittel seiner Oberfläche mit Wasser bedeckt. Als der Curiosity-Rover im Gale-Krater (der Mount Sharp am Mars-Äquator umgibt) landete und die Umgebung erkundete, fand er Hinweise, dass dies einst ein großer Süßwassersee gewesen war. Als er Schlammstein anbohrte, entdeckte er Mineralien, die zusammen mit Wasser den Krater einst zu einer recht lebensfreundlichen Umgebung gemacht hatten.

Die Vorstellung, dass Mars vor Milliarden von Jahren Leben beherbergte, ist also keineswegs absurd. Heute dürfte es hingegen kein Leben auf dem Mars geben. Der einst feuchte Planet ist nun eine trockene, staubige Wüste mit einer extrem dünnen Atmosphäre, die Leben kaum vor den Gefahren aus dem All schützen könnte.

Der klimatische Niedergang begann wohl vor rund 3,8 Milliarden Jahren. "Leben auf der Oberfläche wäre innerhalb weniger Millionen Jahre ausgestorben, abgetötet von der kosmischen Strahlung, die die Sonne und Supernovae erzeugen", erklärt Dr. Lewis Dartnell, Astrobiologe an der University of Leicester. Dartnell hat Extremophile in den Antarktischen Trockentälern - einer der marsähnlichsten Regionen auf der Erde - gesammelt und mit Strahlung beschossen, um herausfinden, wie gut sie damit zurechtkommen. Nicht gut, fand er heraus.

Übrigens ist keiner der vier Mars-Rover mit Instrumenten bestückt, die Leben direkt entdecken könnten. Sie fahnden nur nach Hinweisen, dass der Planet Umgebungen bot (oder: bietet), die Leben erlauben würden. Die Rover suchen also die richtige Mischung aus Wasser und chemischen Verbindungen, nicht aber nach Leben selbst. Allerdings gab es zwei Mars-Missionen, die Instrumente zur direkten Suche nach Leben mitführten: die Lander Viking 1 und Viking 2. Die beiden NASA-Sonden setzten 1976 auf der Mars-Oberfläche auf. Sie konnten sich nicht wie Rover bewegen, aber ihre Roboterarme sammelten Proben des Mars-Bodens. Diese Samples wurden auf Spuren von Leben untersucht, aber keine von beiden Sonden fand auch nur das geringste Anzeichen.

Doch bereits 2018 könnte der erste Rover starten, der die richtige Ausstattung hat, um direkt nach Marsleben zu fahnden. Die ExoMars-Mission der ESA wird etwas mitführen, was kein bisheriger Rover hatte: einen massiven Bohrer. "Der Bohrer von ExoMars wird zwei Meter lang sein - der von Curiosity ist nur so lang wie mein kleiner Finger," erklärt Dartnell, der an der Mission beteiligt ist. Durch das Hineinbohren in die Marsoberfläche lässt sich ein Bereich untersuchen, in dem sich eventuell altes Leben vor der Weltraumstrahlung versteckt haben könnte.

ExoMars wird auch eine Panoramakamera mitbringen - PanCam -, die nach Gesteinsveränderungen sucht, die den isländischen entsprechen. So kann man nach Indizien suchen, dass lebende Organismen - einst oder heute - die Oberfläche von Marsgestein verändert haben. Die Antwort, ob es jemals Leben auf Mars gab (oder es vielleicht sogar noch existiert), könnten also künftige Missionen liefern.

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