deSignale

In vielen Artikeln über Curiosity wird immer wieder betont, dass der neue Mars-Rover Curiosity selbst nicht wird Leben nachweisen können. Für sich genommen ist das auch richtig, denn Curiosity kann höchstens organische Moleküle, insbesondere Kohlenstoff, und das einstige oder aktuelle Vorhandensein von Wasser nachweisen. Dies wäre zwar alles sehr gute Indizien für eventuelles Leben einst und heut, aber eben kein eigenständiger Nachweis für mikrobielle Marsianer.

Doch das ist nur die halbe Wahrheit. Denn mit genau diesen Indizien lässt sich ein experimentelles Bild der Viking-Mission aus dem Jahre 1976 vervollständigen, dass damals zwar nicht ausreichte, um Leben sicher nachzuweisen, aber mit den dann eventuell gefundenen Indizien durch Curiosity ein klares Ergbnis für Leben liefern kann. Wie das zusammenhängt beschreibt New Scientist im Artikel Curiosity might prove weve already found life on mars.

Daraus:

If MSL's rover Curiosity finds carbon-based molecules in the Martian soil, Levin - who led the "labelled release" experiment on NASA's 1976 Viking mission - will demand that his refuted discovery of life on Mars is reinstated...

The experiment mixed Martian soil with a nutrient containing radioactive carbon. The idea was simple: if bacteria were present in the soil, and metabolised the nutrient, they would emit some of the digested molecules as carbon dioxide. The experiment did indeed find that carbon dioxide was released from the soil, and that it contained radioactive carbon atoms...

Levin's team went out and bought champagne. He even took a congratulatory phone call from Carl Sagan. However, the party was ruined by a sister experiment. Viking's Gas Chromatograph Mass Spectrometer (GCMS) was looking for carbon-based molecules and found none. NASA chiefs said that life couldn't exist without these organic molecules, and declared Levin's result moot. "NASA powers that be concluded that the lack of organics trumped the positive labelled release experiment," says Robert Hazen, a geophysical scientist at the Carnegie Institution for Science in Washington DC.
Since then, some of the GCMS team have admitted that their experiment was not sensitive enough to detect organic molecules even in terrestrial soils known to contain microbes.

That is why Levin wants a reanalysis of his original data if Curiosity finds organic molecules. "I'm very confident that MSL will find the organics and possibly that the cameras will even see something," he says. Taken with his 36-year-old results, that would constitute a discovery of life on Mars, Levin says.
It's not a crank claim, says Hazen. "Levin's experiment showed a surprising and as yet not well explained effect that, at least prior to the Viking mission, the experts said would indicate microbial metabolism. If you can't explain that through an obvious inorganic process, then it follows that microbial life is a real possibility."


Update: Dr. Gil Levins Homepage. Interessante peer reviewed Abhandlungen im Mars Research Bereich seiner Seite. Dort beschreibt er auch Mars-Steine, auf denen seltsame grün-gepunktete Verfärbungen zu sehen sind. Deswegen verweist Dr. Levin auch auf die bevorstehenden Detailaufnahmen Curiositys. Es wird spannend!

Update 2: Hier auf deutsch noch mehr Aspekte und warum ich nun tatsächlich denke, dass Curiosity - bei entsprechenden Messergebnissen - die Viking-Ergebnisse eindeutig auf Lebensspuren bestätigen könnte: Technical Review auf heise.de: Löst Curiosity das Rätsel um alte Viking-Daten?:

Das Labeled-Release-Experiment (LR) von Levin setzte eine wässrige Lösung aus organischen Molekülen ein, die das radioative Kohlenstoff-Isotop C-14 enthielt. Die Idee: Beträufelt man eine Bodenprobe mit der Lösung, würden eventuell vorhandene Mikroorganismen sie in ihrem Stoffwechsel verarbeiten – vorausgesetzt natürlich, dass ihre Biologie der irdischen gleicht. Die C-14-Atome könnten dann in den Gasprodukten des Stoffwechsels anhand ihrer Strahlung nachgewiesen werden. In einem zweiten Durchgang wurde die Bodenprobe auf 500 Grad Celsius erhitzt, um sie zu sterilisieren. Danach dürften auf keinen Fall C-14-Atome in der Atmosphäre der Versuchskammer nachzuweisen sein. Beides geschah. Nicht nur Levin war deshalb überzeugt, dass die Resultate mit Lebensformen zu erklären seien.

Die Interpretation geriet ins Wanken, als das teuerste Gerät an Bord der Viking-Sonden, der Gas-Chromatograph-Massenspektrometer (GCMS), keine Lebenszeichen finden konnte. "Der GCMS nahm die Rolle des Gerichts ein", schreiben Schulze-Makuch und Darling. Die NASA folgte schließlich dem Urteil des Apparats. Und das offizielle Ergebnis lautete fortan: Wir haben nichts gefunden.

Dabei war die LR-Anordnung eine Million Mal empfindlicher als der GCMS - was auch dessen Konstrukteure anerkannten. Nicht unerheblich für das finale Urteil dürfte laut Schulze-Makuch und Darling wohl gewesen sein, dass der Ingenieur Levin ein Quereinsteiger im Viking-Team war. Die Gruppe hinter dem GCMS wären hingegen"career academics", die mit einem vorschnellen positiven Befund ihre Laufbahn gefährdet sahen.

Die Defizite des GCMS wurden erst viel später bestätigt. Dabei stellte sich auch heraus, dass die damaligen Kontrollexperimente mit dem Equipment in der Atacama-Wüste und in der Antarktis - zwei Gegenden, deren Lebensfeindlichkeit den Marsverhältnissen am nächsten kommen – nicht aussagekräftig waren. Das GCMS hatte dort nämlich keine Anzeichen von Leben gefunden. Heute weiß man, dass auch diese Böden voller Mikroben sind.

Das SAM-Modul im Mars-Rover Curiosity ist nun technisch viel weiter entwickelt als die damaligen Geräte. Es enthält einen Quadrupol-Massenspektrometer (QMS), einen Gaschromatographen (GC) und einen einstellbaren Laserspektrometer (TLS). Alle drei Instrumente werden zuvor erhitzte Bodenproben auf ausgedünstete organische Bestandteile untersuchen, unter anderem auf Kohlenstoff-Isotopen-Verhältnisse (mit dem TLS, dessen Empfindlichkeit 2 parts per billion beträgt) und auf Aminosäuren. Gilbert Levin erhofft sich zudem, dass der Mars Hand Lens Imager an Bord von Curiosity hochauflösende Bilder von farbigen Gesteinsflecken machen kann, die er als Indiz für mögliche flechtenartige Gewächse sieht.

Im Jahr 2010 machte eine Meldung die Runde, wonach man im Mono-Lake Baktrien gefunden haben wollte, die alle Phosphor-Bestandteile in den Zellen durch Arsen ersetzt hat und damit eine neue Lebensform dargestellt hätte, mit den entsprechenden Implikationen für die Astrobiologie.

Nun wurde aber gezeigt, dass das Bakterium doch nicht vollständig ohne Phosphor auskommt und damit keine neue Lebensform ist, wenn auch die Anpassung an eine Arsenumgebung sehr bemerkenswert weit gediehen ist. Zum Beispiel berichtet darüber welt.de.

Forscher haben durch Vermessung des Schwerefeldes des Saturnmondes Titan herausgefunden, dass unter seiner ohnehin schon interessanten Oberfläche ein Ozean vorhanden sein muss. Dieser sollte, aus anderen physikalischen Gründen, tatsächliche aus flüssigem Wasser bestehen. Dafür gibt es laut dem Science - Fachartikel starke Hinweise, wie n-tv berichtet.

Einmal mehr ein möglicher Ort für außerirdisches Leben...

Update:

Auch auf welt der physik.

Aufgrund von Meteoritenanlysen hat man herausgefunden, dass der Mars im Inneren ein großes Wasservorkommen besitzt. Dies berichtet Sterne und Weltraum:

Die jetzt untersuchten Meteoriten Shergotty, dessen Fall im Jahr 1865 in Shergotty, Indien, beobachtet wurde, und der in der Antarktis gefundene Queen Alexandria Ridge 94201 zeigen, dass sich ihre Gesteine bei Anwesenheit von Wasser im Inneren des Mars bildeten. Somit enthielt der Marsmantel vor rund 327 Millionen Jahren noch annähernd so viel Wasser wie heute der obere Erdmantel, der sich unmittelbar an die Erdkruste nach unten hin anschließt. Dies ist das Erstarrungsalter der Basalte nach dem Ausfließen auf der Marsoberfläche aus einem Vulkan. Die Wassergehalte sind sehr ähnlich, für den Marsmantel betragen sie zwischen 70 und 300 Teile pro Million Atome (englisch: parts per million, ppm), für den oberen Erdmantel 50 bis 300 ppm.

Natürlich hat dies Auswirkungen auf die Einschätzung des vergangenen und in geologischen Alter noch jungen Marsklima, sowie für mögliche Lebensentstehung und Bewahrung im Marsboden bis heute.

Eine überraschende Entdeckung haben Forscher der Casini-Mission gemacht: Methan-Seen am Äquator des Saturnmondes Titan, wie welt-der-physik.de berichtet.

Das hat Auswirkungen auf die Wahrscheinlichkeit zur Existenz exotischen Lebens, das auf anderer Basis als das irdische Lebens aufbaut.

„Seen an den Polen sind leicht zu erklären – Seen in den Tropen Titans dagegen nicht“, sagt Caitlin Griffith von der University of Arizona, die die Untersuchung leitete. Titan ist außer der Erde der einzige Himmelskörper im Sonnensystem mit einem Flüssigkeitszyklus. Allerdings übernimmt auf dem Saturnmond flüssiges Methan die Rolle von Wasser. Methan verdampft an der Oberfläche, bildet Wolken und regnet in den polaren Regionen wieder ab. Dort haben die Wissenschaftler hunderte von Methanseen entdeckt. Die Äquatorzone dagegen galt bislang als dünenbedeckte Wüste.

Die Infrarotbeobachtungen von Griffith und ihren Kollegen zeigen einen dunklen Fleck, 60 Kilometer mal 40 Kilometer großen Fleck in der Nähe des Äquators. Das Strahlungsspektrum dieses Flecks sei „ein Anzeichen für flüssiges Methan an der Oberfläche“, so die Forscher. Vier weitere Flecken, die nicht ganz so dunkel sind, deutet das Team ebenfalls als Ansammlung von Flüssigkeit – jedoch flacher und sumpfähnlicher. Aus Mangel an Niederschlägen in der Äquatorzone müssten Methanseen dort allerdings innerhalb von wenigen tausend Jahren verdampfen. Es muss daher, so folgern Griffith und ihre Kollegen, einen Flüssigkeitsnachschub aus dem Untergrund geben.

Natürlich stellt sich die Frage nach der Art und Weise der Quelle im Untergrund.

Vor einiger Zeit wurden Spuren von Methan in der Marsatmospäre entdeckt und sogleich vermutet, dass es von Mikroben stammen könnte, die auf dem Mars hausen.

Nachdem erst einige abiotische Quellen ausgeschlossen werden konnten, scheint es nun eine Quelle zu geben, die das Methan ohne das Vorhandensein von Mikroben erklären können, wie raumfahrer.net berichtet:

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz und der Universitäten in Utrecht und Edinburgh haben mit einem Experiment harausgefunden, dass das Methan auf dem Mars von Meteoriten und nicht von Bakterien stammen könnte. Dafür bestrahlten sie Bruchstücke vom Murchison-Meteorit unter Mars-ähnlichen Bedingungen mit starkem ultraviolettem Licht. Dadurch wurden sehr schnell größere Mengen an Methan freigesetzt, welche hochgerechnet die in der Atmosphäre des Mars' gemessenen Methanwerte erklären könnten. Es zeigte sich, dass durch Bestrahlung des Meteoritenmaterials mit dem UV-Licht durch Zersetzung bis zu 787 Tonnen Methan jährlich produziert werden könnten, so dass die Methanmenge auf dem Mars damit auch ohne lebende Organismen erklärt werden kann.

Nach Ansicht der Forscher entsteht Methan durch die Bestrahlung mit dem energiereichen UV-Licht aus unzähligen kleinen Mikro-Meteoriten und interplanetaren Staubteilchen, welche aus dem Weltall auf der Marsoberfläche auftrafen. Bis jetzt konnte keine der früheren Theorien vollständig die Freisetzung von 200 bis 300 Tonnen Methan pro Jahr erklären. Das Experiment der Forscher hat für die Suche nach Leben auf dem Mars und anderen Planeten natürlich erhebliche Konsequenzen. Es schwächt die Vermutung über noch heute existierende Mikroben im Untergrund des Mars'. Die ähnliche Atomzusammensetzung vom freiwerdenden Methangas aus biologischen wie geochemischen Quellen machen aber eine definitive Zuordnung schwierig.

Irdische Flechten aus dem Hochgebirge und der Antarktis können in Spalten und Nischen auf dem Mars überleben und dort Photosynthese betreiben. Dies belegen Experimente in Simulationskammern, in denen exakt die Verhältnisse wie auf dem Mars nachvollzogen wurden, wie scinexx.de berichtet:hier.

Zitat:

Für ihren Versuch sammelten die Forscher Flechten aus den unwirtlichen Regionen der Erde: Sie stammten aus bis zu 3.500 Metern Höhe in den Schweizer Bergen sowie aus der Antarktis. "In unserer Marssimulationskammer haben wir diese Proben dann mehr als einen Monat lang in einem Mars-Klima beobachtet", erläutert de Vera. Dafür stellten die Forscher aus verschiedenen mineralischen Bestandteilen zunächst einen Marsboden her - Erkenntnisse über seine Zusammensetzung sammelten unter anderem die Marsrover Opportunity und Spirit.

In der Kammer herrschte eine Atmosphäre wie auf dem Mars: Sie besteht zu 95 Prozent aus Kohlendioxid sowie aus vier Prozent Stickstoff und Spurengasen wie Argon oder Sauerstoff. Zudem sorgte ein Vakuumpumpsystem dafür, dass auf dem künstlichen Mars ein Luftdruck von lediglich sechs Millibar herrschte. So simulierten die Planetenforscher die geringe Atmosphärendichte auf dem Roten Planeten. Spezielle Strahlenquellen vom UV- bis Infrarotbereich ahmten die solare Oberflächenstrahlung auf dem Mars nach. Zudem mussten die Organismen Temperaturschwankungen von minus 50 Grad Celsius bis plus 23 Grad Celsius überstehen.

Das Ergebnis: "Die irdischen Mikroorganismen betreiben selbst unter diesen schwierigen Bedingungen Photosynthese", sagt Astrobiologe de Vera. Das für die aus Algen und Pilzen bestehenden Organismen notwendige Wasser gewinnen diese aus der Luft: Jeweils am Morgen und am Abend eines Marstages sich dicht über der Bodenoberfläche Feuchtigkeit nieder, die die Flechten aufnehmen.

Für die Forscher bleibt allerdings eine Frage offen: "Wir wissen: 34 Tagen könnten Flechten und Bakterien auf dem Mars überleben und aktiv sein", sagt de Vera. Aber es sei unklar, ob die Organismen auch bis zu Jahre oder Jahrhunderte unter Marsbedingungen leben könnten. Diese Frage müsse zukünftig weiter untersucht werden.

Das ist aus mehreren Gründen interessant:

-Sollte vor langer Zeit - als die Bedingungen auf dem Mars besser waren - dort mikrobielles Leben entstanden sein, dann kann es dort also noch heute existieren.

-Sollte man sich einst entschließen auf dem Mars Terroforming zu betreiben, erscheint das durchaus möglich. Natürlich müsste man zuvor abklären, dass dadurch nicht dort heimische Lebensformen ausgerottet werden...

Eine erneute Analyse der damaligen Messungen des Viking-Mars-Landers 1976 mit verfwinerten Methoden zeigt starke Hinweise, dass der damalige Mars-Lander doch Marsleben aufgespürt hatte. Damals wurden jene Anzeichen, die für Marsleben sprachen als Kontaminierung des Landers noch durch irdische Kohlenwasserstoffe gedeutet und nur die vermeintlich negativen Messungen als gewichtig herangezogen. Mit den neuen Analysen sind die als negative Signale aufgefassten Messungen aber zumindest relativiert (oder gar gänzlich uminterpretiert) und es bleiben nur noch die positiven Signale übrig. Discovery-News berichtet hier.

Das Ganze wird durch andere Analysen gestützt, die schon vor zwei Jahren die negative Viking-Ergebnis-Interpretation bezüglich Leben stark anzweifelten (siehe hier).

Ein neues Verfahren, um Biosignale von Exoplaneten zu empfangen, wurde nun erfolgreich getestet: Am Mondlicht der Erde, wie astronews.com berichtet: hier.

Beobachtungen der Marsoberfläche zeigen Spuren von Beben, die - aufgrund der recht beachtlichen Winderodierungen - auch heute noch möglich scheinen. Jedenfalls sind die Spuren mindestens in der jüngsten Vergangenheit entstanden. Dadurch ist auch noch heutiger Vulkanismus möglich und damit auch flüssiges Untergrundwasser.

astrobio.net - Das NASA Astrobiologie-Journal - berichtet hier.