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Bedingungen im irdischen Untergrund wie auf der Marsoberfläche

Auflichtmikroskopische Aufnahme des organischen Materials im Kolm (bis 6.000 ppm Uran), das starke Reflektivität zeigt (hellgrau), die auf punktuell hohe Aromatizität des organischen Materials verweist (Abb: H.-M. Schulz, GFZ).

Hat es jemals Leben auf dem Mars gegeben? Und falls ja: Was ist von davon übrig geblieben? Antworten auf diese Fragen könnte ausgerechnet eine bestimmte Gesteinsformation namens 'Alaunschiefer' (engl.: 'Alum Shale') geben, die in Skandinavien zu finden ist. Ein internationales Team von Forscherinnen und Forschern aus China, Dänemark und Australien sowie dem Deutschen GeoForschungsZentrum hat verglichen, was übrigbleibt, wenn man Material aus speziellen Horizonten im Alaunschiefer einerseits und Marsgestein andererseits „verbrennt“, genauer: einer so genannten Pyrolyse in einer reaktionsträgen Atmosphäre unterzieht. Die Ergebnisse ähneln sich sehr stark, schreiben die Forschenden in der Fachzeitschrift Geology.

Kolm nennt man unterschiedlich große Gesteinslinsen, die sehr reich an organischem Material sind. Sie kommen im Alaunschiefer in Skandinavien vor, der circa eine halbe Millarde Jahre alt ist. Die Besonderheit: Das Tongestein enthält sehr hohe Anteile von Uran. Zur Zeit der Ablagerung lebten Algen und andere Mikroorganismen in flachen Gewässern. Das abgestorbene Material wurde nur von dünnen Sedimenten überdeckt und über Jahrmillionen zu Gestein umgewandelt. Aus dem organischen Kohlenstoff können in tektonisch aktiven Bereichen unter höheren Temperaturen Erdöl und Erdgas entstehen – oder, wie auf dem Baltischen Schild mit nur geringen Senkungsraten, auch die dunklen uranhaltigen Gesteinslinsen namens Kolm. Während die Erdölindustrie das Vorhandensein von Uran nutzt, um Anhaltspunkte auf Öl- oder Gas-produzierende Formationen zu finden, erkannten die Geologinnen und Geologen, dass die Strahlung auch andere Prozesse in Gang setzt. Das Bombardement durch hochenergetische Teilchen aus dem Uranzerfall verändert das versteinerte organische Material im Kolm.

Der heutige Mars hat kaum eine Atmosphäre und auch kein Magnetfeld, die ihn vor der Strahlung aus dem All schützen würden. Daher ist seine Oberfläche ebenfalls einem dauernden Beschuss von kosmischer Strahlung ausgesetzt. Sollte es jemals Leben dort gegeben haben, wären die organischen Moleküle längst zerstört. Was aber, wenn es auf dem Mars ähnlich wie vor einer halben Milliarde Jahren auf der Erde Mikroorganismen gab, die in flachen Gewässern lebten, abstarben und versteinerten? Der Ausgangspunkt wäre also wie beim irdischen Kolm, die Jahrmillionen dauernde Bestrahlung wäre ebenfalls ähnlich.

Aus Untersuchungen des Marsgesteins ist bekannt, dass es dort in früheren Zeiten Bedingungen gegeben hat, die zu Sedimentgesteinen führten, also Gewässer, Verwitterung, Erosion und Ablagerung. Der US-amerikanische Mars-Rover 'Curiosity' hat Gestein von der Mars-Oberfläche pyrolysiert. Die dabei entstandenen Kohlenwasserstoffe ähneln in ihrer Zusammensetzung sehr den Kohlenwasserstoffen, die bei der Pyrolyse von Kolm entstehen. Die Forschenden sind in der Interpretation vorsichtig: „Unsere Ergebnisse stützen die Idee, dass die organischen Moleküle, die im Marsgestein nachgewiesen wurden, Überreste von Leben aus flachen Gewässern sein könnten“, sagt Hans-Martin Schulz vom GFZ. „Tiefer unter der Marsoberfläche könnte ursprünglicheres Material zu finden sein, das noch nicht so stark von der Strahlung verändert wurde.“

Originalstudie: Yang, S., Schulz, H.M., Horsfield, B., Schovsbo, N.H., Grice, K., Zhang, J., 2020: Geological alteration of organic macromolecules by irradiation: Implications on organic matter occurrence on Mars. Geology. DOI: 10.1130/G47171.1

Wissenschaftlicher Kontakt:
Dr. Hans-Martin Schulz
Tel.: +49 (0)331 288 1789
hans-martin.schulz@gfz-potsdam.de

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