Nicht-biologische Prozesse können die Fülle an organischer Substanz auf dem Mars nicht erklären

Im Jahr 2011 startete die NASA den Rover Curiosity als Teil der Mars Science Laboratory-Mission mit dem Ziel, die potenzielle Bewohnbarkeit des Mars zu untersuchen. Der Rover, der mit Instrumenten zur Gesteinsanalyse und zum Bohren ausgestattet ist, landete im August 2012 im Gale-Krater. Seit 2012 analysiert Curiosity die Geologie, die Bodenchemie und die Atmosphäre sowie das Vorhandensein organischer Moleküle.

Zu den bisher nachgewiesenen Verbindungen gehören kohlenstoffhaltige organische Moleküle, darunter Fettsäuren. Auf der Erde sind Fettsäuren häufig mit biologischen Prozessen verbunden und dienen als grundlegende Bestandteile von Zellmembranen.

Anfangs gingen Wissenschaftler davon aus, dass diese Verbindungen auf dem Mars durch nicht-biologische Prozesse entstanden sind, wie geochemische Reaktionen, Einschläge kohlenstoffreicher Meteoriten, Synthese durch Strahlung oder vulkanische Aktivitäten in der Vergangenheit.

Eine aktuelle Studie untersuchte, ob diese nicht-biologischen Mechanismen die vom Curiosity Rover gefundenen Fettsäuremengen bilden könnten. Chemische Modelle zeigen, dass bekannte abiotische Produktionsraten keine Konzentrationen erzeugen würden, die mit den gemessenen Daten übereinstimmen. Dies ist zwar kein Beweis für vergangenes Leben, das Ergebnis deutet jedoch darauf hin, dass die beteiligten chemischen Prozesse komplexer sein könnten als bisher angenommen.

Curiosity

Im Rahmen der Mission zur Erforschung des Planeten Mars plante und startete die NASA am 26. November 2011 den Rover Curiosity, der am 6. August 2012 im Gale-Krater landete. Das Hauptziel der Mission ist es, die potenzielle Bewohnbarkeit des Mars in der Vergangenheit zu bewerten und zu untersuchen, ob der Planet einst Umweltbedingungen aufwies, die mikrobielles Leben ermöglichen konnten. Zu diesem Zweck hat die NASA die Sonde so konzipiert, dass sie die lokale Geologie und die mineralische Zusammensetzung von Gesteinen und Böden untersucht.

Die Sonde ist mit einer Reihe von Instrumenten ausgestattet, darunter Spektrometer, hochauflösende Kameras und ein internes chemisches Labor. Mit diesen Werkzeugen bohrt Curiosity in Gesteine, sammelt Proben und analysiert freigesetzte flüchtige Verbindungen.

Seit seiner Landung hat der Rover Hinweise auf Regionen dokumentiert, Mineralien identifiziert, die unter Einwirkung von Wasser entstanden sind, und saisonale Schwankungen in der Atmosphäre gemessen. Die Mission dauert nun schon mehr als ein Jahrzehnt an und hat seitdem umfangreiche Daten über den Roten Planeten geliefert.

Sondenentdeckung

Im März 2025 entdeckte das Chemielabor an Bord des Curiosity-Rovers eine Menge organischer Moleküle in einem Gesteinsbrocken aus dem Gale-Krater. Diese Substanzen sind die größten organischen Moleküle, die jemals direkt auf der Marsoberfläche gefunden wurden. Diese Verbindungen könnten Fragmente von Fettsäuren sein, die in alten Gesteinsbrocken aus Schlamm erhalten geblieben sind, als es in dieser Region in der fernen Vergangenheit des Planeten noch Seen gab.

Auf der Erde sind Fettsäuren vorwiegend mit biologischen Prozessen verbunden und bilden zelluläre und metabolische Strukturen. Sie können jedoch auch durch nicht-biologische Prozesse unter bestimmten Bedingungen hinsichtlich Temperatur, Druck und Kohlenstoffverfügbarkeit entstehen.

Der Nachweis dieser Säuren auf dem Mars wirft Fragen über die Mechanismen auf, die für ihre Entstehung und Erhaltung über Milliarden von Jahren verantwortlich sind.

Neue Erklärung

Die vom Rover Curiosity gewonnenen Daten geben keinen Aufschluss darüber, ob die identifizierten organischen Verbindungen biologischen Ursprungs sind. Daher wurden in einer aktuellen Studie bekannte nicht-biologische Quellen wie Meteoriteneinschläge und geochemische Synthese untersucht, um festzustellen, ob diese Mechanismen die nachgewiesenen Mengen erklären könnten. Die Analyse kam zu dem Schluss, dass die betrachteten nicht-biologischen Prozesse nicht ausreichen, um die beobachtete Häufigkeit zu erklären.

Diese Entdeckung lässt vermuten, dass biologische Prozesse zu ihrer Entstehung beigetragen haben könnten. Um zu diesem Schluss zu kommen, kombinierten die Forscher Laborexperimente mit Strahlenexposition, Modellierung und chemischer Datenerfassung und rekonstruierten so die Bedingungen über einen Zeitraum von etwa 80 Millionen Jahren. Die Studie ergab anfängliche Konzentrationen, die höher waren als die von bekannten nicht-biologischen Quellen erzeugten.

Zukünftige Beobachtungen

Obwohl die Ergebnisse darauf hindeuten, dass bekannte nicht-biologische Prozesse die Häufigkeit der nachgewiesenen Verbindungen nicht vollständig erklären können, reicht dies nicht aus, um zu behaupten, dass es einst Leben auf dem Mars gab.

Das Vorhandensein komplexer organischer Moleküle ist kein Beweis für biologische Aktivität, da hinsichtlich ihrer Entstehung weiterhin Unsicherheiten bestehen. Dazu gehört auch die Berücksichtigung alternativer geochemischer Wege sowie von Konservierungs- und Abbauprozessen in der Marsumgebung.

Die an dieser Studie beteiligten Forscher betonen, dass weitere Untersuchungen erforderlich sind, um die Abbaurate organischer Moleküle in Gesteinen unter Mars-ähnlichen Bedingungen genauer zu verstehen. Neue Laborexperimente und zukünftige Missionen werden unerlässlich sein, um Unsicherheiten zu reduzieren.

Nur mit einer größeren Anzahl von Belegen wird es möglich sein, abschließend zu beurteilen, ob die identifizierten Verbindungen mit alten biologischen Prozessen in Verbindung stehen könnten.

Quellenhinweis:

Does the Measured Abundance Suggest a Biological Origin for the Ancient Alkanes Preserved in a Martian Mudstone? Astrobiology, Pavlov et al. 2026