Extreme Trockenheit, bittere Kälte und dünne Luft: Der Mars scheint heute kaum mehr Existenzmöglichkeiten für Lebewesen zu bieten, wie wir sie kennen. Doch wie mittlerweile aus zahlreichen Hinweisen hervorgeht, war das nicht immer so: Man geht davon aus, dass unser Nachbarplanet vor rund vier Milliarden Jahren noch eine vergleichsweise dichte Atmosphäre mit einem hohen Gehalt an Kohlendioxid und Wasserstoff besaß. Vermutlich ermöglichte der Treibhauseffekt dieser Gase damals ein gemäßigtes Klima. Es gibt verschiedene Hinweise darauf, dass sich dadurch flüssiges Wasser bildete, das die poröse Kruste des Planeten durchtränkte sowie große Gewässer füllte. Im Verlauf seiner weiteren Entwicklung verlor der Mars dann allerdings seine gemäßigten Bedingungen und entwickelte sich zu dem frostigen Wüstenplaneten der heutigen Zeit. Doch Wissenschaftler sind sich weitgehend darüber einig, dass der junge Mars die Grundvoraussetzungen bot, die im Fall der Erde zur Entstehung der ersten mikrobiellen Lebensformen geführt haben.
Leben auf Wasserstoffbasis möglich
Ob es tatsächlich einmal Marsleben gegeben hat – oder in Refugien vielleicht sogar noch immer existiert – gehört zu den spannendsten Fragen der Astrobiologie. Handfeste Hinweise fehlen allerdings bisher. Man kann aber über Wahrscheinlichkeiten nachdenken und „Was-wäre-wenn-Szenarien“ durchspielen, sagen die Wissenschaftler um Boris Sauterey von der University of Arizona in Tucson. Konkret haben sie sich mit der Frage beschäftigt, welche Art von Mikroben auf dem jungen Mars einst gute Lebensbedingungen gefunden haben könnten und wie sich ihre theoretische Existenz auf die Entwicklung des Planeten ausgewirkt hätte.
Wie die Forscher erklären, kommen als hypothetische Marsmikroben am ehesten Organismen infrage, deren Lebensgrundlage auf der Umwandlung von Wasserstoff und Kohlendioxid zu Methan basiert. Dies ist als ein uraltes Konzept von irdischen Mikroben aus der Gruppe der Archaeen bekannt. Auf der Erde kommt Wasserstoff außer in isolierten Umgebungen wie im Gestein oder in hydrothermalen Schloten nur selten ungebunden vor. Sein Reichtum in der Marsatmosphäre könnte jedoch vor etwa vier Milliarden Jahren eine weitreichend verfügbare Energiequelle für methanogene Mikroben dargestellt haben, erklären die Wissenschaftler. Die Gase könnten demnach in ausreichenden Mengen in den Marsboden diffundiert sein, der damals auch lebensfreundliche Feuchte- und Temperaturbedingungen bot.
Die Plausibilität dieses hypothetischen Szenarios haben die Forscher im Rahmen ihrer Studie durch Modellsimulationen ausgelotet. Sie verknüpften dabei in komplexer Weise Annahmen über die Merkmale der Marskruste sowie der Atmosphäre und des Klimas in der Zeit von vor etwa vier Milliarden Jahren. In die Modellsimulationen flossen zudem biologische Informationen über irdische Mikroben ein, die Wasserstoff und Kohlendioxid zu Methan verstoffwechseln. Wie das Team berichtet, bestätigten die Simulationen dabei grundsätzlich, dass die Marskruste damals einen geeigneten Lebensraum für ein entsprechendes Ökosystem dargestellt haben könnte. Den Ergebnissen zufolge hätten die hypothetischen Marsmikroben sogar erhebliche Mengen Biomasse bilden können.
