Neue Studie von Sean McMahon, Dozent für Astrobiologie, Universität Edinburgh
10. September 2025
Perseverance-Touchdown – Bild © NASA/JPL-Caltech
Vor etwas mehr als einem Jahr machte die NASA eine bemerkenswerte Ankündigung. Der Rover „Perseverance“ habe potenzielle Anzeichen für uraltes Leben auf dem Mars gefunden. Nun wurden die technischen Details dieser Entdeckung in einem Artikel in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht, der trotz seiner eher zurückhaltenden Formulierung letztlich zu den bedeutendsten in der Geschichte der Wissenschaft zählen könnte. Das Fazit lautet: Es könnte sich um Leben handeln, aber wir werden es erst mit Sicherheit wissen, wenn wir die Proben zur Erde zurückgebracht haben. Perseverance hat bereits ein Fragment des betreffenden Gesteins gesammelt – wir müssen nur noch hinfliegen und es holen.
Tatsächlich arbeitet die NASA gemeinsam mit der Europäischen Weltraumorganisation an einer Mission zum Mars, um die von Perseverance gesammelten Gesteinsproben zu bergen und zur Erde zu bringen. Dazu würde auch die Probe aus dem Gestein gehören, das Gegenstand der Nature-Studie ist. Die Mission mit dem Namen „Mars Sample Return” ist jedoch aufgrund steigender Kosten in Schwierigkeiten geraten.
Mitte 2024 stieß der Rover Perseverance auf einen Block aus altem Schlammstein, der den Spitznamen Cheyava Falls trägt und sich durch seine ziegelrote Farbe auszeichnet. Dieses Gestein wurde vor etwa vier Milliarden Jahren durch Wasser abgelagert. Während die meisten Marsgesteine aufgrund einer Beschichtung aus oxidiertem (Eisen(III)-)Staub rot erscheinen, ist Cheyava Falls durch und durch rot – das Eisen(III) befindet sich im Gestein selbst.
Noch faszinierender ist, dass Cheyava Falls mit Dutzenden winziger heller Flecken übersät ist, die in der Regel weniger als einen Millimeter groß sind. Diese Flecken sind von einem dunklen, phosphorreichen Mineral umrandet, das auch als winzige Punkte auftritt, die wie Mohnsamen zwischen den anderen Flecken verstreut sind. Mit diesem Mineral sind Spuren alter organischer Verbindungen verbunden. (Organische Verbindungen enthalten Kohlenstoff und sind für das Leben auf der Erde von grundlegender Bedeutung, aber sie existieren auch ohne biologische Prozesse.
Was hat das mit Leben zu tun?
Alle Lebewesen auf der Erde gewinnen Energie durch Oxidations-Reduktions-Reaktionen (Redoxreaktionen) – dabei werden Elektronenpartikel von Chemikalien, die als Reduktionsmittel bezeichnet werden, auf Verbindungen übertragen, die als Oxidationsmittel bezeichnet werden. Auf der Erde übertragen beispielsweise Strukturen, die als Mitochondrien in tierischen Zellen bezeichnet werden, Elektronen von Glukose (einem Reduktionsmittel) auf Sauerstoff (einem Oxidationsmittel). Einige in Gesteinen lebende Bakterien verwenden anstelle von Glukose andere Arten von organischen Verbindungen und anstelle von Sauerstoff Eisen(III).
Wenn Eisen(III) zu einer anderen Form, dem Eisen(II), reduziert wird, wird es wasserlöslich und wird entweder ausgewaschen oder reagiert zu neuen, helleren Mineralien. Das Ergebnis ist, dass viele rote Felsen und Sedimente auf der Erde kleine gebleichte Flecken – „Reduktionsflecken” – aufweisen, die denen in Cheyava Falls auffallend ähnlich sind. Tatsächlich entdeckte Perseverance anschließend an einem Ort namens Serpentine Rapids noch mehr gebleichte Merkmale, die an Reduktionsflecken erinnern, verbrachte jedoch zu wenig Zeit dort, um sie zu analysieren, und sammelte leider keine Proben.
Der neue Artikel in Nature baut auf Abstracts auf, die auf der Lunar and Planetary Science Conference im März 2025 in Houston vorgestellt wurden, enthält jedoch mehr Details und hat durch die Begutachtung durch Fachkollegen an Gewicht gewonnen. Er bestätigt, dass die blassen Flecken mit organischem Material in Verbindung stehen und dass sie Eisen(II) und Schwefel enthalten – genauer gesagt ein Eisensulfidmineral.
Die plausibelste Interpretation ist, dass nach der Entstehung des Gesteins Redoxreaktionen stattfanden, bei denen Elektronen aus organischem Material auf Eisen(III) und Sulfat übertragen wurden und gebleichte Zonen entstanden, in denen Eisen(III) aufgebraucht war.
Bemerkenswert ist, dass diese Reaktionen – insbesondere die Sulfatreduktion – normalerweise nicht bei den niedrigen Temperaturen auftreten, denen dieses Gestein im Laufe seiner Geschichte ausgesetzt war. Es sei denn, Mikroben sind daran beteiligt. Die mikrobielle Oxidation organischer Substanzen kann ebenfalls Phosphatmineralien hervorbringen, wie sie an den Cheyava-Wasserfällen gefunden wurden.
Ohne Proben in die Labore auf der Erde zu bringen, können wir nur begrenzt wissen, was vor vier Milliarden Jahren an den Cheyava-Wasserfällen passiert ist. Dennoch gibt es keine vollständig zufriedenstellende nicht-biologische Erklärung für die Gesamtheit der Beobachtungen, die Perseverance gemacht hat.
Die neue Veröffentlichung macht dies deutlich, indem sie die Möglichkeiten einzeln durchgeht. In der Astrobiologie ist das Fehlen einer nicht-biologischen Erklärung jedoch nicht das Ende der Suche nach Leben – sondern der Anfang. Die Geschichte lehrt uns, dass wenn wir keine nicht-biologische Erklärung für etwas finden, dies in der Regel nicht daran liegt, dass es keine gibt. Es liegt lediglich daran, dass wir noch nicht daran gedacht haben.
Wie geht es nun weiter? Zunächst müssen Astrobiologen auf der ganzen Welt untersuchen, welche Oxidations-Reduktions-Reaktionen mit Eisen, Schwefel, organischen Verbindungen und Phosphat unter den für Cheyava Falls relevanten Bedingungen mit und ohne Biologie auftreten können.
Zweitens müssen die NASA und andere Weltraumagenturen eine mutige Führungsrolle bei der Mars Sample Return Mission übernehmen. Ja, das wird teuer sein – möglicherweise mehrere zehn Milliarden Dollar –, aber der Gewinn könnte die wichtigste wissenschaftliche Entdeckung sein, die jemals gemacht wurde.
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