In einem seiner Lieder fragte der britische Rocksänger David Bowie: „Gibt es Leben auf dem Mars?“ (Leben auf dem Mars). Und obwohl das Lied eigentlich der Liebe und nicht der Astronomie gewidmet ist, suchen Wissenschaftler weiterhin nach der Antwort auf diese wichtigste Frage der modernen Wissenschaft. So zeigen die Ergebnisse einer neuen Studie, dass staubige Eisablagerungen in den mittleren Breiten des Mars günstige Bedingungen für die Photosynthese schaffen und möglicherweise als Zufluchtsort für Mikroorganismen dienen können. Die in der Zeitschrift Communications Earth & Umwelt bietet eine bisher unbekannte Perspektive auf die Präsenz von Mikroorganismen auf dem Roten Planeten. Wir verraten Ihnen die Details!
Inhalt
- 1 Marseis ist ein Zufluchtsort für lebende Organismen
- 3 Wo suchen sie nach Leben auf dem Mars?
- 4 Technologie und ethische Fragen
- 5 Die Bedeutung der Entdeckung
< li >2 Modellierung und Ergebnisse
Mars-Eis ist ein Zufluchtsort für lebende Organismen
Die Bedingungen auf dem Mars können kaum als gastfreundlich bezeichnet werden: Die Atmosphäre des Roten Planeten ist dünn und kalt, und saisonale Temperaturschwankungen führen zur Bildung Eis auf seiner Oberfläche. Auf der Erde kann die Sonnenstrahlung beispielsweise mehrere Meter tief in Schnee und Eis eindringen – so können Mikroorganismen mittels Photosynthese überleben. Eis dient als natürlicher Filter und schützt sie vor schädlicher ultravioletter Strahlung.
Solche Bedingungen sind auf dem Mars nicht vorstellbar – das Fehlen der Ozonschicht führt dazu, dass die Oberfläche des Planeten stärker ultravioletter Strahlung ausgesetzt ist. Deshalb glaubten Wissenschaftler lange Zeit, dass es auf dem Roten Planeten kein Leben gibt und geben kann.
Doch mit der Entwicklung von Technologie und Forschung auf dem Nachbarplaneten (denken Sie daran, dass der Mars der einzige Himmelskörper im Sonnensystem ist, dessen Oberfläche von Robotern bewohnt wird) konnten Astronomen dies tun Untersuchen Sie genau, wie Licht durch staubiges Marseis dringt.
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Mithilfe von Computersimulationen entwickelten die Forscher Modelle der Strahlungsübertragung und stellten fest, dass der Mars trotz erhöhter ultravioletter Strahlung sogenannte „strahlungsbewohnbare Zonen“ aufweist, die sich in Tiefen von einigen Zentimetern bis zu mehreren Metern unter der Eisoberfläche befinden. p>
Es stellte sich heraus, dass die schwache ultraviolette Strahlung in ihnen keine Gefahr für Mikroorganismen darstellt und photosynthetisch aktive Strahlung oder PAR (Teil der Sonnenstrahlung, die Pflanzen für die Photosynthese nutzen) für die Photosynthese ausreicht.
Modellierung und Ergebnisse
< p>Detaillierte Computersimulationen eines Forschungsteams am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA berücksichtigten die optischen Eigenschaften von Marseis und -staub. Da sich mit Eisen angereicherter Marsstaub (in seinen Eigenschaften) deutlich vom irdischen Staub unterscheidet, ist er in der Lage, mehr Sonnenlicht zu absorbieren. Dies wiederum führt zu einer Erwärmung des Eises und der möglichen Bildung von flüssigem Wasser unter seiner Oberfläche.
Die Simulationsergebnisse zeigten, dass der Staub im Eis als Doppelfilter fungiert: Einerseits Es blockiert schädliche ultraviolette Strahlung, die DNA und andere wichtige Biomoleküle zerstören kann. Andererseits ermöglicht es FAI, bis in eine ausreichende Tiefe einzudringen und Bedingungen zu schaffen, unter denen Photosynthese auch unter rauen Bedingungen auf dem Mars stattfinden kann.
Unsere Modelle zeigen, dass selbst bei hochintensiver ultravioletter Strahlung auf der Marsoberfläche unter staubigen Eisschichten Bedingungen entstehen, unter denen Strahlungswerte ungefährlich werden Mikroorganismen und die verfügbare Lichtmenge ermöglicht die Photosynthese, erklärten die Autoren der wissenschaftlichen Arbeit.
Bemerkenswert ist, dass es auf unserem Planeten ähnliche Phänomene gibt – die sogenannten Kryokonitgläser, bei denen es sich um kleine Löcher in Gletschern handelt, die aus dunklen Staub- und Sedimentpartikeln entstehen. Diese Partikel absorbieren die Wärme der Sonne und tragen dazu bei, das Eis um sie herum zu schmelzen. Das Ergebnis sind mit flüssigem Wasser gefüllte Mikroumgebungen, die Mikroorganismen wie Cyanobakterien, Algen und Bakterien unterstützen können.
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Kryokonit-Maschinen sind ein hervorragendes Beispiel für die Existenz von Leben unter extremen Bedingungen. In ihnen überleben Organismen nicht nur, sondern wachsen dank der Nutzung der für die Photosynthese verfügbaren Sonnenstrahlung auch aktiv. Aus diesem Grund stellte das Team die Theorie auf, dass der Staub im Inneren des Eises dabei helfen könnte, sie zu bilden und einen Zufluchtsort für potenziell lebende Mikroorganismen zu bieten.
Wo suchen sie nach Leben auf dem Mars?
Bereits im 17. Jahrhundert gingen Wissenschaftler davon aus, dass Leben auf dem Roten Planeten existieren könnte, nachdem sie am Nordpol des Mars eine Polkappe entdeckt hatten. Es besteht, wie wir heute wissen, aus Wassereis und gefrorenem Kohlendioxid. Und wenn es vor Milliarden von Jahren flüssiges Wasser auf dem Mars gab, dann gab es dort lebende Organismen. Bisher gibt es jedoch keine Bestätigung dieser Theorien.
Allerdings werden die mittleren Breiten des Mars, wo staubige Eisablagerungen entdeckt wurden, zu einer Priorität für die Suche nach außerirdischem Leben (ebenso wie die Polkappen und andere untersuchte Regionen des Planeten). Tatsache ist, dass hier mehrere notwendige Bedingungen für die Existenz von Mikroorganismen kombiniert werden können: die Verfügbarkeit von flüssigem Wasser, eine ausreichende Menge an PAI für die Photosynthese und Schutz vor schädlicher ultravioletter Strahlung.
Wir behaupten nicht, Leben auf dem Mars gefunden zu haben, aber wir glauben, dass diese staubigen, eisigen Flecken die am besten zugänglichen und vielversprechendsten Orte darstellen, nach denen man suchen kann es heute, – betonten die Autoren der neuen Studie.
Angesichts der vielversprechenden Ergebnisse von Computersimulationen wird der nächste Schritt des Teams darin bestehen, das staubige Eis des Mars im Labor zu reproduzieren. Dadurch können wir genau bestimmen, welche Marsregionen potenziell bewohnbare Zonen enthalten könnten. Laborexperimente werden auch dazu beitragen, zu verstehen, wie Staub das Eindringen von Sonnenstrahlung und die Bildung von flüssigem Wasser unter der Eisoberfläche beeinflusst.
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Die Forscher planen außerdem, detaillierte Karten zu erstellen, die die vielversprechendsten Orte für die Forschung und die Suche nach Leben aufzeigen. Die Karten basieren auf Daten von Orbitern und Rovern wie dem Mars Reconnaissance Orbiter und Perseverance.
Dies bedeutet, dass Roboterfahrzeuge, die mit Spezialausrüstung zum Bohren und Analysieren von Proben ausgestattet sind, in Zukunft in der Lage sein werden, diese Bereiche zu untersuchen und festzustellen, ob organische Moleküle oder andere Anzeichen mikrobiellen Lebens im staubigen Eis vorhanden sind.
Technologie und ethische Probleme
Trotz der Zukunftsaussichten und erstaunlichen Ergebnisse stellten die Autoren der wissenschaftlichen Arbeit fest, dass die Untersuchung staubiger Eisablagerungen auf dem Mars mit ernsthaften technischen und technologischen Schwierigkeiten behaftet ist.
Zunächst müssen Instrumente entwickelt werden, die tief genug unter die Eisoberfläche vordringen können, um Proben zu entnehmen, ohne diese mit terrestrischen Mikroben zu kontaminieren. Zweitens müssen die Proben mit hoher Präzision analysiert werden, um auch geringe Konzentrationen organischer Substanzen nachzuweisen.
Eines der Hauptprobleme besteht darin, die Kontamination von Proben mit terrestrischen Mikroorganismen zu verhindern. „Wir müssen sicher sein, dass alle entdeckten Lebenszeichen tatsächlich vom Mars stammen“, kamen die Forscher zu dem Schluss.
Sollte sich jedoch die Hypothese der Existenz potenziell bewohnbarer Zonen unter dem staubigen Marseis bestätigen, wird die Entdeckung erhebliche Auswirkungen auf die Pläne für die zukünftige Erforschung des Mars haben. Daher wird das Vorhandensein von mikrobiellem Leben oder auch nur dafür geeigneter Bedingungen eine Überarbeitung der Methoden und Landeplätze zukünftiger Missionen erfordern, um eine mögliche Kontamination des Mars-Ökosystems zu vermeiden.
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Darüber hinaus können diese Eisablagerungen eine Wasserquelle für zukünftige Kolonisten werden. Tatsache ist, dass die Nutzung lokaler Ressourcen wie Wasser die Schaffung dauerhafter Stützpunkte erheblich erleichtert und die Kosten für Missionen senkt.
Es sollte auch beachtet werden, dass die Suche nach Leben auf anderen Planeten eine Reihe wichtiger ethischer Fragen aufwirft. Wenn es beispielsweise tatsächlich Leben auf dem Roten Planeten gibt, auch wenn es nur mikroskopisch klein ist, muss die Menschheit entscheiden, wie sie mit dem Ökosystem des Planeten interagiert, um Leben nicht zu zerstören oder zu schädigen.
Die Bedeutung der Entdeckung < /h2>
Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass staubige Marseisschichten, die lange Zeit als rein geologisches Phänomen galten, heute als potenziell bewohnbare Regionen gelten. Und obwohl noch keine unbestreitbaren Beweise für die Existenz von Leben auf dem Mars gefunden wurden, bringen uns solche Entdeckungen der Beantwortung einer der wichtigsten Fragen der Geschichte näher: Sind wir allein im Universum?
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Selbst die einfache Möglichkeit, dass die härtesten und extremsten Bedingungen auf dem Mars mikrobielle Lebensformen beherbergen könnten, inspiriert zu weiteren Forschungen und Missionen. Und angesichts der Geschwindigkeit des technischen Fortschritts werden wir wahrscheinlich schon in den nächsten Jahren herausfinden, wer außer uns die Körper des Sonnensystems bewohnt.