Selbst ein flüchtiger Blick auf eine globale Karte des Mars zeigt, wie groß die Vulkane sind. Der berühmte Olympus Mons erhebt sich dreimal höher als der Mt. Everest und ist nur einer von mehreren Vulkanen, die den berühmten Tharsis-Grat des Roten Planeten schmücken. Wenn diese Vulkane Gase wie Kohlenmonoxid und Schwefel aktiver ausspuckten, müssen sie vermutlich die Marsatmosphäre entscheidend beeinflusst haben.
Ein neues Blatt in der Zeitschrift Ikarus legt nahe, dass diese Vulkane tatsächlich eine Umgebung geschaffen haben, die für antike Mikroben bewohnbar ist. Insbesondere zeigt ein neues Modell, das eine Reihe von Vulkanausbrüchen zeigt, dass die Marsatmosphäre anoxisch geworden sein könnte, wobei der Sauerstoffgehalt niedrig war und die Reaktionen auf Sauerstoffbasis begrenzt waren.
"Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass der antike Mars Zeiten mit anoxischen und reduzierenden Atmosphären erlebt haben sollte, selbst wenn das vulkanische Ausgasen in ausreichendem Maße durch das Amazonasgebiet verlief", schreiben die Forscher. "Die Verringerung anoxischer Bedingungen ist möglicherweise für die Synthese präbiotischer organischer Verbindungen wie Aminosäuren förderlich und daher für die Möglichkeit des Lebens auf dem Mars von Bedeutung."
"Dies ist aus astrobiologischer Sicht wichtig, da diese reduzierenden anoxischen Zustände als für den Ursprung des Lebens auf der frühen Erde wichtig angesehen wurden", sagte der Hauptautor Stephen Sholes, Ph.D. Kandidat für Erd- und Weltraumwissenschaften und Astrobiologie an der University of Washington, sagte in einer E-Mail an Seeker.
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Er wies darauf hin, dass die berühmten Urey-Miller-Experimente der 1950er Jahre zeigten, dass elektrische Impulse in einer Umgebung mit reduzierender Atmosphäre und flüssigem Wasser komplexe organische Moleküle erzeugten. Im Gegensatz dazu würde eine oxidierende Atmosphäre auch diese Moleküle oxidieren, was sie weniger geeignet macht, um die Entstehung von Leben zu unterstützen.
Während der Vulkanismus auf dem Roten Planeten seit Jahrzehnten diskutiert wurde, sagte Sholes, seine Forschung sei anders, weil er quantifiziert, wie viel Vulkanismus erforderlich ist, um reduzierende Atmosphären auf dem Mars zu schaffen. Im Einzelnen geht es in seiner Arbeit darum, was nötig ist, ob dies machbar ist und wie es erkannt werden könnte.
Ein weiterer Unterschied ist der Ansatz selbst. Andere Modelle, die die Reaktionen der Vulkanatmosphäre auf dem Mars diskutieren, konzentrieren sich darauf, wie der Planet erwärmt werden könnte, sagte Sholes, indem er vulkanische Gase verwendete.
"Ja, Sie brauchen flüssiges Wasser, aber Sie brauchen auch angemessene Lebensbedingungen. Hier stellen wir fest, dass die Vulkane die Atmosphäre so verändert haben sollten, dass sie die Bildung komplexer biologisch wichtiger Moleküle förderlicher sind", sagte er.
Wenn die Atmosphäre anoxisch war, könnten Wissenschaftler die Beweise vor Ort sogar Milliarden von Jahren später sehen. Das liegt daran, dass anoxische Bedingungen die Art der Mineralien und Gesteine, die sich bilden, verändern sollten, um überprüfbare Vorhersagen für zukünftige Marsmissionen zu ermöglichen. Beispiele sind Mineralien aus Eisen (wie Siderit oder Eisenkarbonat) sowie elementarer Schwefel.
"Unsere Ergebnisse zeigen, dass sich die Marsatmosphäre bei Modellen mit vulkanischer Aktivität in Zeiten anhaltenden Vulkanismus leicht zu reduzierenden und anoxischen Bedingungen verschieben kann, wodurch messbare Mengen an elementaren Schwefelablagerungen entstehen", sagte Sholes.
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Er fügte hinzu, dass elementarer Schwefel auf dem Mars noch nicht gefunden wurde, aber es ist ein schwer zu untersuchendes Mineral.
"Die verwendeten Messtechniken könnten tatsächlich dazu führen, dass es in kleinere Moleküle zerfällt, die falsch identifiziert werden könnten", sagte er.
Zwei Missionen untersuchen gerade die Marsatmosphäre. MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) der NASA, das in erster Linie den atmosphärischen Verlust untersucht, und der TGO (Trace Gas Orbiter) der Europäischen Weltraumorganisation, der sich mit Minderheitenmolekülen in der Marsatmosphäre befasst.
Sholes sagte, die Atmosphäre bewahrt nicht die Spuren früherer reduzierender Bedingungen. Daher würden uns die aktuellen Missionen nicht helfen, die vergangenen vulkanischen Aktivitäten direkt kennenzulernen. Ihre Messungen helfen jedoch, die verwendeten atmosphärischen Modelle zu verfeinern.
"Letztendlich möchten wir das Modell aktualisieren, um zu testen, wie einzelne Ausbrüche die Atmosphäre und die damit verbundenen Zeitskalen verändern", fügte er hinzu. "Unser aktuelles Modell geht von ständigen Vulkanausbrüchen aus, was nicht unbedingt der Fall sein würde. Wenn wir einzelne Ausbrüche testen könnten, könnten wir herausfinden, wie groß ein Ausbruch sein müsste, um die Atmosphäre anoxisch zu schalten, und wie lange diese Atmosphäre vorher anhalten würde es würde zurückschalten. "
Ursprünglich bei Seeker veröffentlicht.
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Neue forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass aktive vulkane auf dem roten planeten eine umgebung geschaffen haben könnten, die für antike mikroben bewohnbar war.