Die Jagd nach Lebenszeichen auf dem Mars besteht seit Jahrzehnten, und Wissenschaftler haben bisher nur unfruchtbaren Schmutz und Steine gefunden. Jetzt glauben zwei Astronomen, dass seltsam geformte Mineralien in einem Mars-Krater der Hinweis sein könnten, auf den alle gewartet haben.
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2008 gaben Wissenschaftler bekannt, dass der Spirit Rover der NASA Ablagerungen eines Minerals namens Opaline Silica im Mars-Gusev-Krater entdeckt hatte. Das allein ist nicht so bemerkenswert wie die Form des Silikons: Seine äußeren Schichten sind mit winzigen Knötchen bedeckt, die aussehen wie Blumenkohlköpfe, die aus dem roten Schmutz sprießen.
Niemand weiß genau, wie sich diese Formen - liebevoll „mikro-digitalisierte Siliziumdioxidvorsprünge“ genannt - gebildet haben. Auf der Grundlage der jüngsten Entdeckungen in einer chilenischen Wüste glauben Steven Ruff und Jack Farmer, beide von der Arizona State University in Tempe, dass die Kieselsäure möglicherweise von Mikroben geformt wurde. Bei einem Treffen der American Geophysical Union im Dezember stellten sie fest, dass diese seltsamen Mineralien unsere besten Ziele sein könnten, um Beweise für das vergangene Leben auf dem Mars zu identifizieren.
Wenn die Logik stimmt, könnte der Kieselblumenkohl als wohl größte Entdeckung der Astronomie in die Geschichte eingehen. Aber die Biologie ist schwer zu beweisen, besonders aus einer Entfernung von mehreren Millionen Kilometern, und Ruff und Farmer erringen noch keinen Sieg. Alles, was sie sagen, ist, dass diese rätselhaften Wucherungen möglicherweise mineralische Grüße von alten Außerirdischen sind und dass jemand nachforschen sollte.
Spirit fand die Kieselgelvorsprünge in der Nähe der „Home Plate“ -Region des Gusev-Kraters, wo Geologen glauben, heiße Quellen oder Geysire hätten einst die Oberfläche des roten Planeten versengt. Um zu verstehen, wie diese lange ruhende Landschaft früher aussah, müssen wir uns näher umsehen: hydrothermale Regionen der modernen Erde, die dem Mars in seiner alten Vergangenheit ähneln.
Zu diesem Zweck ist Ruff im vergangenen Jahr zweimal in die chilenische Atacama-Wüste gewandert, ein Hochplateau westlich der Anden, das als trockenster unpolarer Ort der Erde gilt. Wissenschaftler vergleichen diese Wüste oft mit dem Mars und nicht nur auf poetische Weise. Es ist tatsächlich wie auf dem Mars. Der Boden ist ähnlich wie das extreme Wüstenklima.
In diesem Teil der Atacama regnet es weniger als 100 Millimeter pro Jahr und die Temperaturen schwanken zwischen -13 ° F und 113 ° F. Mit einer durchschnittlichen Höhe von 13.000 Fuß über dem Meeresspiegel gelangt viel ultraviolette Strahlung durch die dünne Atmosphäre auf den Boden, ähnlich der Bestrafungsstrahlung, die die Marsoberfläche erreicht.
So wie wir das Verhalten und die Emotionen anderer interpretieren, indem wir in unsere eigene Psychologie blicken, schauen sich Wissenschaftler auf unserem Planeten um, um ihnen zu helfen, den Mars zu interpretieren, seine bewohnbarsten Stellen zu finden und nach Lebenszeichen zu suchen. Während die Atacama über atmungsaktiven Sauerstoff und evolutionär kluge Füchse verfügt (was der Mars nicht tut), ahmt ihre Umgebung die des Mars ziemlich gut nach und ist ein guter Beweis dafür, wie der rote Planet gewesen sein könnte, als es wärmer und feuchter war.
Wenn Geologen also etwas in der Atacama oder einem anderen Marsanalog sehen, das mit einem Merkmal auf dem roten Planeten übereinstimmt, schließen sie vernünftigerweise, dass sich die beiden auf die gleiche Weise gebildet haben könnten. Es ist keine perfekte Methode, aber die beste, die wir haben.
"Ich glaube, es gibt keinen Weg, mit modernen Erdanaloga zu testen, wo Marsmikroben gefunden werden können", sagt Kurt Konhauser von der University of Alberta, der Chefredakteur der Zeitschrift Geobiology .
Um Home Plate zu verstehen, ist es sinnvoll, dass Ruff sich an El Tatio gewandt hat, eine Region im Atacama, in der mehr als 80 Geysire beheimatet sind. Während die meisten anderen irdischen Tiere hier nicht lange leben, sind viele Mikroben in Ordnung, und fossile Beweise deuten darauf hin, dass sie auch in der fernen Vergangenheit gediehen sind. Infolgedessen könnte Mars 'Home Plate einst ein schönes mikrobielles Zuhause gewesen sein.
Der Vergleich geht aber noch weiter: Als Ruff El Tatios Silica-Formationen genau betrachtete, sah er Formen, die denen, die Spirit auf dem Mars gesehen hatte, bemerkenswert ähnlich waren. Brüderliche Blumenkohlzwillinge gibt es auch im Yellowstone National Park in Wyoming und in der Taupo Volcanic Zone in Neuseeland. An beiden Orten trägt die Kieselsäure die versteinerten Fingerabdrücke des mikrobiellen Lebens.
Da Mikroben die Silica-Strukturen in Wyoming und Neuseeland geformt haben, ist es möglich, dass sie auch zur Bildung der Formationen in El Tatio beigetragen haben. Und wenn Mikroben mit dem Blumenkohl in El Tatio zu tun hatten, ließen sie ihn vielleicht auch auf dem Mars wachsen.
Bildunterschrift: In El Tatio in der Atacama-Wüste in Chile, einer der geysirreichen Regionen, die dem frühen Mars ähneln könnten, wirbelt Dampf durch die Landschaft. (Ben Pipe Fotografie / Corbis) 
Mineralien färben den Schlamm um einen El Tatio-Geysir in diesem 2006 von Flickr-Nutzer Francesco Paroni Sterbini aufgenommenen Bild. Auf ihren Expeditionen nach El Tatio fanden Ruff und Farmer Silica-Formationen um Geysire, die denen auf dem Mars sehr ähnlich sind. (Francesco Paroni Sterbini, über Flickr CC BY-ND 2.0) 
Der Champagner-Pool in der neuseeländischen Taupo-Vulkanzone wurde vor mehreren hundert Jahren durch einen geothermischen Ausbruch geschaffen. Jüngste Forschungen ergaben, dass kleine Kieselsäurebildungen am Pool mit erhaltenem mikrobiellem Leben gefüllt sind. (George Steinmetz / Corbis) 
Mineralien keimen aus Champagne Pool in Neuseeland. (Frank Krahmer / Masterfile / Corbis) 
Opal Pool im Yellowstone National Park, Wyoming, ein weiteres Geysirfeld, das als Analogon für den frühen Mars dient. (Michael Yamashita / Corbis) 
Ein Nahaufnahmebild zeigt Stromatolithen, die im Abfluss von Yellowstone's Sapphire Pool wachsen. Diese Formationen entstehen durch mikrobielles Leben. (Roger Ressmeyer / CORBIS) Ein logischer Sprung von einer Region auf der Erde zu einer anderen - beispielsweise von Neuseeland nach Chile - ist jedoch nicht einfach oder immer korrekt. Und es ist noch schwieriger, auf einen anderen Planeten zu springen, auf dem Wissenschaftler bisher keine Lebenszeichen gesehen haben. Die Geschichte bevorzugt schließlich keine lebensfreundliche Interpretation von Marsdaten.
Der Lander Viking 1, der 1976 den roten Planeten betrat, führte dort die ersten Experimente durch, die nach Leben suchten. Drei von ihnen standen leer da. Eines, das so genannte Labeled Release-Experiment, stellte fest, dass etwas im Boden die Nährstofflösung absorbierte, die die Wissenschaftler ihm zuführten, und setzte dann eine Ausscheidungswolke aus Kohlendioxid frei, als würde es die Nährstoffe metabolisieren. Das Team konnte diese Ergebnisse jedoch nicht replizieren, und nach großer Aufregung mussten die Forscher das Experiment für nicht schlüssig erklären.
Zwanzig Jahre später verursachte ein 1984 in der Antarktis gefundener Mars-Meteorit ein ähnliches Kerfuffle. Der NASA-Wissenschaftler David McKay veröffentlichte 1996 einen Aufsatz, in dem vermutet wurde, dass der Weltraumgestein die Fossilien einst lebender Dinge enthalten könnte, was zu einem Medienaufruhr führen könnte. Andere Wissenschaftler zeigten jedoch bald, dass sich die „bakterienförmigen Objekte“ und biologisch unbedenklichen Moleküle abiotisch oder ohne die Hilfe des Lebens gebildet haben könnten.
In ähnlicher Weise könnte das von Viking entdeckte Kohlendioxid eine geochemische und keine biologische Reaktion gewesen sein. Die meisten potenziellen Biosignaturen könnten laut Konhauser auch nicht-biologisch entstehen. Wissenschaftler müssten all diese nicht lebenden Möglichkeiten ausschließen, bevor sie sicher sagen könnten, dass wir nicht allein sind.
Diese Lektion gilt definitiv für den Marsblumenkohl.
"Nachdem ich an modernen heißen Quellen gearbeitet habe, habe ich alle Arten von Strukturen gesehen, die biologisch aussehen, aber nicht", sagt Konhauser. Siliziumdioxid kann aus nicht-biologischen Prozessen stammen, und Wasser, Geografie, Wind oder andere Umweltfaktoren können es dann zu komplexen Strukturen formen. "Weil es biologisch aussieht, heißt das nicht, dass es so ist", sagt er.
Dieses Bild wurde von einem Mars-Orbiter aufgenommen und zeigt Gesteinsschichten in einem großen Canyon-System namens Valles Marineris, einschließlich Aufschlüssen von Opal-Kieselsäure. Am Boden fand der Rover Spirit dieses Mineral auch im Gusev-Krater. (NASA / JPL-Caltech / Universität von Arizona) 
Die Wiedergabe eines Künstlers eines Mars-Erforschungs-Rovers. Der Rover Spirit landete im Januar 2004 im Gusev-Krater. (NASA / JPL-Caltech) 
Der nördliche Rand von "Home Plate" im Gusev-Krater aus einem Panorama, das aus Bildern zusammengesetzt wurde, die 2009 vom Marsrover Spirit aufgenommen wurden. (NASA / JPL-Caltech) 
Spirit hat sich am 1.160. Tag seiner Mission auf dem Mars die Silica-Formationen im Gusev-Krater genauer angesehen. (NASA / JPL-Caltech) 
Ein Künstlerkonzept des Mars 2020 Rovers, das auf dem Curiosity Rover basiert, der jetzt den Mars Gale Krater erkundet. (NASA / JPL-Caltech) Im Moment machen Ruff und Farmer auf den Mars-Blumenkohl aufmerksam, weil sie glauben, dass es sich lohnt, ihn weiter zu studieren. Zum Beispiel können Forschungsteams die verschiedenen Prozesse, die die Formationen auf dem Mars hervorgebracht haben könnten, genau untersuchen und dabei helfen, nicht-biologische Alternativen auszuschließen.
"Nur wenn sich herausstellt, dass etwas, das wir als potenzielle Biosignatur identifiziert haben, nur durch das Leben und nicht durch irgendwelche abiotischen Mittel produziert wurde, können wir behaupten, dass ein endgültiger Beweis für das Leben gefunden wurde", sagt Sherry Cady vom Pazifik Northwest National Laboratory in Richland, Mitglied des NASA Astrobiology Institute.
Sie stimmt zu, dass die Kieselsäurewucherungen bei Home Plate denen in der Nähe der heißen Quellen auf der Erde ähneln. Aber sie möchte die Beweise aus nächster Nähe untersuchen - und das nicht nur in Porträts. "Ich würde auf jeden Fall gerne einige dieser Proben zurückbringen", sagt sie.
Während Spirit 2010 sein wissenschaftliches Streben einstellte, soll der Mars 2020-Rover der NASA, der in wenigen Jahren auf den Markt gebracht werden soll, Proben für eine spätere Rückkehr zur Erde sammeln. Und das letzte Treffen, um die Auswahl an Landeplätzen für den Rover einzugrenzen, führte den Gusev-Krater auf die Kandidatenliste. Vielleicht sollte der Rover etwas von diesem Blumenkohl pflücken und Home Plate möglicherweise in einen Homerun verwandeln.
Während sie auf zusätzliche Daten vom Mars warten, werden Ruff und Farmer mehr auf der Erde graben. Sie planen, El Tatio zu untersuchen, um zu sehen, ob seine Kieselsäure tatsächlich die Handarbeit von Lebewesen zeigt. Wenn sie positive Ergebnisse finden, haben sie ihre Logikkette um eine Schleife verkleinert, was uns vielleicht näher bringt, herauszufinden, ob sich einst einzelne Cousins auf dem roten Planeten verirrt haben.
