“Organische Moleküle sind zentral, um das biologische Potenzial des Mars zu verstehen”, erklären Jennifer Eigenbrode vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt und ihre Kollegen. “Ob sie von vergangenem Leben zeugen, Nahrung für Leben waren oder auch in Abwesenheit von Leben existieren, organische Materie in marsianischen Materialien liefert wichtige chemische Indizien für die Bedingungen und Prozesse auf diesem Planeten.” Kohlenwasserstoff-Verbindungen bilden die Grundbausteine lebender Organismen, sie sind aber auch in vielen Meteoriten enthalten, die Erde, Mars und andere Planeten seit der Frühzeit des Sonnensystems getroffen haben. Deshalb müsste auch die Oberfläche des Roten Planeten eigentlich mit organischen Molekülen angereichert sein. Umso überraschender und rätselhafter war es, dass die chemischen Analysen der Viking-Sonden in den 1970er Jahren keine dieser Moleküle eindeutig nachweisen konnten.
Die Nachfolge der Viking-Sonden hat seit dem 6. August 2012 der Mars-Rover Curiosity der NASA angetreten. Das “rollende Chemielabor” ist dafür mit einem Ofen und modernsten Analysegeräten ausgerüstet, darunter ein Massenspektrometer, ein Gaschromatograph und ein Laserspektrometer. Mit dieser “Sample Analysis at Mars” (SAM)-Instrumenteneinheit kann er Gesteinsproben, die er mit seinem Roboterarm aufgenommen hat, erhitzen und chemischen Analysen unterziehen. Im Gale-Krater, einer Senke, in der sich vor rund drei Milliarden Jahren höchstwahrscheinlich ein See mit lebensfreundlichen Bedingungen befand, hatte Curiosity bereits vor einigen Jahren Chlorbenzol entdeckt – einen chlorierten Kohlenwasserstoff und damit ein organisches Molekül. Doch damals blieb unklar, ob es sich nicht doch vielleicht um eine Kontamination handelte. Inzwischen hat Curiosity an vier weiteren Stellen Proben entnommen und analysiert – und diese bringen nun Klarheit.
Ringe, Ketten und Schwefelverbindungen
In den Proben wies das Chemielabor des Rovers gleich mehrere verschiedenen Formen organischer Moleküle nach. Unter ihnen sind Schwefelverbindungen wie Thiophene und Dimethylsulfide, aber auch ringförmige Kohlenwasserstoffe wie Toluol, Chlorbenzol und Naphtalin, sowie kettenförmige Kohlenwasserstoffe, wie Eigenbrode und ihre Kollegen berichten. Größtenteils handelt es sich dabei um kleinere Moleküle, die die Forscher als Fragmente größerer, möglicherweise komplexerer Verbindungen interpretieren. Denn beim Erhitzen der Proben im Ofen auf mehr als 600 Grad Celsius werden viele größere Moleküle zerstört oder bleiben in der Asche – und werden von den auf gasförmige Stoffe ausgerichteten Instrumenten nicht erfasst.
Die Konzentration der jetzt nachgewiesenen organischen Verbindungen in den Proben lag im Bereich von zehn Teilen pro einer Million (parts per million) und mehr, wie die Forscher berichten. Das ist das Hundertfache aller bisherigen Messungen auf dem Mars. Angesichts der Tatsache, dass alle Proben aus den oberen fünf Zentimetern der Marsoberfläche stammen, sei dies viel: “Die Marsoberfläche ist der kosmischen Strahlung ausgesetzt und die ionisierenden und oxidierenden Bedingungen sind dort extrem”, erklären Eigenbrode und ihre Kollegen. “Der Nachweis organischer Materie selbst dort deutet darauf hin, dass tiefer unter der Oberfläche, wo die Wirkung der Strahlung geringer ist, noch besser erhaltene molekulare Funde zu machen sind.”
