Mars-Rover kann Leben aufspüren

Der Mars war nicht immer die kalte, trockene Wüste, die wir heute kennen. Vor Milliarden Jahren könnte er warm, feucht und von einer dichten Atmosphäre umgeben gewesen sein – Bedingungen, die einfaches mikrobielles Leben ermöglicht hätten. Doch den Beweis dafür zu finden, ist eine der größten Herausforderungen der Planetenforschung. Bisher haben NASA-Rover organische Moleküle in Marsgestein nachgewiesen, aber diese allein reichen nicht aus, um Leben zu bestätigen. Ab 2030 soll der europäische Rover Rosalind Franklin mit speziellen Instrumenten nach stärkeren chemischen Belegen suchen. Forscher des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS), der Universität Göttingen und der Côte d'Azur Universität in Nizza haben nun eine der Schlüsselmethoden des Rovers einem anspruchsvollen Test unterzogen.

Die Wissenschaftler konzentrierten sich auf zwei Kohlenwasserstoffe namens Pristan und Phytan. Diese Moleküle entstehen in lebenden Organismen und sind auch in Erdöl enthalten. Sie sind ungewöhnlich stabil und könnten Milliarden von Jahren unter den richtigen Bedingungen überdauern. „Wenn es auf dem Mars jemals Leben gab, dann sind Moleküle wie Pristan und Phytan wichtige molekulare Biosignaturen, die bis heute überlebt haben könnten“, sagt Guillaume Leseigneur, Hauptautor der Studie. Ein entscheidendes Merkmal dieser Moleküle ist ihre Chiralität: Sie existieren in zwei spiegelbildlichen Formen, sogenannten Enantiomeren. Lebewesen produzieren fast ausschließlich eine dieser Formen, während nicht-biologische Prozesse beide Formen zu gleichen Teilen erzeugen.

Der Rosalind Franklin Rover wird mit dem Mars Organic Molecule Analyzer (MOMA) nach diesen Unterschieden suchen. Das Gerät kombiniert einen Gaschromatographen, ein Massenspektrometer, kleine Öfen und einen Laser. Gesteinsproben werden erhitzt, um flüchtige Verbindungen freizusetzen, die dann durch speziell beschichtete Kapillarröhrchen geleitet werden. Da die Spiegelbildformen unterschiedlich mit der Beschichtung interagieren, bewegen sie sich mit verschiedener Geschwindigkeit und werden so getrennt. Im Test gelang es den Forschern erstmals, die chiralen Formen von Pristan und Phytan zu trennen – trotz deren extrem geringer Reaktivität. „Die chirale Trennung von Pristan und Phytan erfordert hohe Empfindlichkeit und Messgenauigkeit, und wir haben gezeigt, dass MOMA beides erreicht“, erklärt Co-Autorin Fatma Yesil Sahan.

Für den Test verwendeten die Forscher Proben des berühmten Murchison-Meteoriten, der 1969 in Australien einschlug. Sie erwarteten, dass die darin enthaltenen Pristan- und Phytan-Moleküle von biologischer Kontamination nach dem Aufprall stammen. Doch die Analyse ergab ein überraschendes Ergebnis: Die Moleküle lagen zu gleichen Teilen in beiden Spiegelbildformen vor – ein Muster, das nicht zu biologischer Kontamination passt. Stattdessen schließen die Forscher, dass die Verunreinigung während des Flugs durch die Erdatmosphäre entstand, wo der Meteorit mit Aerosolen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe in Kontakt kam. Vergleiche mit Pristan und Phytan aus Ölschiefer – Gestein, das über Millionen von Jahren tief unter der Erde lag – stützen diese Erklärung. Die Arbeit bestätigt nicht nur die Leistungsfähigkeit von MOMA, sondern wirft auch neue Fragen zur Kontamination von Meteoriten durch Luftverschmutzung auf.