Wissenschaftler haben eine neue Methode entwickelt, um uraltes mikrobielles Leben im Mars-Gips nachzuweisen. Diese Technik könnte künftige Mars-Missionen gezielt lenken. Ein Forscherteam unter der Leitung von Youcef Sellam, einem Doktoranden am Physikalischen Institut der Universität Bern, zeigte, dass ihr Instrument Lebensspuren in Gips erkennen kann. „Unsere Ergebnisse liefern einen methodischen Rahmen für den Nachweis von Biosignaturen in marsianischen Sulfatmineralien und könnten künftige Erkundungsmissionen auf dem Mars entscheidend beeinflussen“, erklärte Sellam.
In ihrer Untersuchung entdeckten die Wissenschaftler lange, gewundene fossile Filamente in Gipsproben aus Algerien. Sellam erklärte, dass es sich dabei um uralte, versteinerte Mikroben handele, was darauf hindeutet, dass Gips Leben konservieren kann. „Wir konnten beweisen, dass unser Instrument Lebensspuren in Gips nachweisen kann“, fügte er hinzu und deutete an, dass diese Methode auch auf dem Mars angewandt werden könnte.
Die Forschung konzentrierte sich auf Gipsformationen, die während der Messinischen Salinitätskrise entstanden sind. Diese geologische Periode war gekennzeichnet durch die Abtrennung des Mittelmeers vom Atlantik, was zu einer starken Verdunstung und zur Ablagerung mächtiger Evaporit-Schichten, darunter Gips, führte. „Diese Ablagerungen bieten ein ausgezeichnetes irdisches Analogon für die Sulfatvorkommen auf dem Mars“, erläuterte Sellam.
Die Wissenschaftler entnahmen ihre Proben aus dem Sidi-Boutbal-Steinbruch in Algerien und verwendeten ein miniaturisiertes, laserbetriebenes Massenspektrometer, das für den Einsatz in der Raumfahrt geeignet ist. Dieses Instrument ermöglicht eine hochauflösende chemische Analyse von Proben im Mikrometerbereich. Neben dem Massenspektrometer wurde auch ein optisches Mikroskop zur Untersuchung des Gipses eingesetzt.
Die Analyse folgte festgelegten Kriterien, um potenzielle mikrobielle Fossilien von natürlichen Gesteinsformationen zu unterscheiden. Diese Kriterien umfassen unregelmäßige, gewundene und möglicherweise hohle Strukturen. Die entdeckten Filamente wurden bereits in früheren Studien als benthische Algen oder Cyanobakterien interpretiert. Nun gehen die Forscher jedoch davon aus, dass es sich um schwefeloxidierende Bakterien wie Beggiatoa handeln könnte. Die Filamente waren in Gips eingebettet und von Dolomit, Tonmineralien und Pyrit umgeben. Diese Mineralien gelten als Indikatoren für organisches Leben.
Prokaryoten können in einem sauren Umfeld wie dem Mars zur Dolomitbildung beitragen, indem sie die Alkalinität erhöhen und Ionen in ihren Zellhüllen konzentrieren. Damit Dolomit ohne organisches Leben in Gips entstehen kann, wären extrem hohe Temperaturen und Drücke erforderlich, die jedoch das Gips dehydrieren würden. Solche Bedingungen stimmen nicht mit dem derzeitigen Wissen über die Mars-Umwelt überein. Falls Massenspektrometer auf dem Mars neben anderen Biosignaturen auch Tonminerale und Dolomit in Gips nachweisen könnten, wäre dies ein entscheidender Hinweis auf fossiles Leben.
„Unsere Ergebnisse sprechen stark für die biogene Herkunft der fossilen Filamente im Gips“, betonte Sellam. Dennoch sei es eine Herausforderung, echte Biosignaturen von abiotischen Mineralstrukturen zu unterscheiden. „Eine zusätzliche unabhängige Nachweismethode würde das Vertrauen in die Entdeckung von Leben erhöhen“, fügte er hinzu. Zudem würden die einzigartigen Umweltbedingungen auf dem Mars die Erhaltung von Biosignaturen über geologische Zeiträume hinweg beeinflussen. Weitere Studien seien daher notwendig, um diese Prozesse besser zu verstehen.