Wissenschaftler glauben, dass Schmelzwasser unter dem Mars-Eis möglicherweise mikrobielles Leben unterstützen könnte.
Obwohl noch nie Beweise für Leben auf dem Mars gefunden wurden, legt eine neue Studie der NASA nahe, dass Mikroben möglicherweise unter gefrorenem Wasser auf der Oberfläche des Planeten überleben könnten.
Mithilfe von Computermodellen haben die Autoren der Studie gezeigt, dass die Menge an Sonnenlicht, die durch Wassereis scheinen kann, für die Photosynthese in flachen Schmelzwassertümpeln unter der Oberfläche dieses Eises ausreichen würde. Ähnliche Wasserbecken, die sich auf der Erde im Eis bilden, sind voller Leben, darunter Algen, Pilze und mikroskopisch kleine Cyanobakterien, die alle Energie aus der Photosynthese gewinnen.
„Wenn wir heute irgendwo im Universum Leben finden wollen, sind die Mars-Eisgebiete wahrscheinlich einer der zugänglichsten Orte für Untersuchungen“, so Hauptforscher Aditya Khuller vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien.
Der Mars hat zwei Arten von Eis: gefrorenes Wasser und gefrorenes Kohlendioxid. In ihrer in Nature Communications Earth & Environment veröffentlichten Studie konzentrierten sich Khuller und seine Kollegen auf Wassereis. Große Mengen davon entstanden aus Schnee, vermischt mit Staub, der während einer Reihe von Mars-Eiszeiten im letzten Jahrhundert auf die Oberfläche fiel. Dieser alte Schnee hat sich seitdem in Eis verwandelt, das noch immer Staubpartikel enthält.
Obwohl Staubpartikel das Licht in den tieferen Eisschichten verdunkeln können, sind sie entscheidend für das Verständnis, wie sich unterirdische Schmelzwassertümpel bilden können. Dunkler Staub absorbiert nämlich mehr Sonnenlicht als das umliegende Eis, was zu einer Erwärmung und dem Schmelzen von Eis bis zu einigen Metern unter der Oberfläche führen kann.
Schmelzwasser als mögliche Lebensquelle Die weißen Ränder entlang von Rinnen in der Terra Sirenum des Mars sollen aus staubigem Wassereis bestehen. Wissenschaftler vermuten, dass sich unter dieser Art von Eis Schmelzwasser bilden könnte, was einen Ort für mögliche Photosynthese bietet. Dies wird durch Farbbilder der NASA verstärkt, obwohl die Blautöne auf den Bildern für das menschliche Auge nicht sichtbar wären.
Mars-Wissenschaftler sind unterschiedlicher Meinung darüber, ob Eis tatsächlich schmelzen kann, wenn es der Oberfläche des Mars ausgesetzt wird. Dies liegt an der dünnen, trockenen Atmosphäre des Planeten, in der Wassereis wahrscheinlich sublimiert – direkt in Gas übergeht, wie Trockeneis auf der Erde. Aber die atmosphärischen Bedingungen, die das Schmelzen an der Oberfläche erschweren, würden unter einer staubigen Schneedecke oder einem Gletscher nicht gelten.
Lebendige Mikroökosysteme Auf der Erde kann Staub in Eis sogenannte „Kryokonitlöcher“ bilden – kleine Hohlräume im Eis, die entstehen, wenn Staubpartikel Sonnenlicht absorbieren und sich tiefer in das Eis schmelzen. Diese Staubpartikel hören schließlich auf zu sinken, erzeugen aber dennoch genügend Wärme, um einen Schmelzwassersack um sich herum zu erzeugen, der ein blühendes Ökosystem einfacher Lebensformen unterstützt.
„Dies ist ein weitverbreitetes Phänomen auf der Erde“, sagt Co-Autor Phil Christensen von der Arizona State University. „Dichte Schnee- und Eisschichten können von innen heraus schmelzen, wobei Sonnenlicht nach innen dringt und es wie ein Gewächshaus erwärmt, anstatt von oben zu schmelzen.“
Christensen untersucht seit Jahrzehnten das Eis auf dem Mars und leitet die Operationen einer wärmeempfindlichen Kamera namens THEMIS an Bord der 2001 Mars Odyssey-Sonde der NASA. In früheren Forschungen demonstrierten Christensen und Gary Clow von der Universität von Colorado Boulder anhand von Modellen, wie flüssiges Wasser in staubigen Schneeschichten auf dem Mars entstehen könnte. Diese Forschung bildete die Grundlage für die neue Studie, die sich auf die Möglichkeit der Photosynthese auf dem Mars konzentriert.
Im Jahr 2021 veröffentlichten Christensen und Khuller gemeinsam eine Studie über staubiges Wassereis, das in Rinnen auf dem Mars sichtbar ist. Sie schlugen vor, dass viele dieser Rinnen durch Erosion entstehen, die durch schmelzendes Eis verursacht wird, das flüssiges Wasser bildet.
Die neue Forschung legt nahe, dass staubiges Eis genügend Licht für die Photosynthese bis zu 3 Meter unter der Oberfläche durchlässt. In diesem Szenario verhindern die oberen Eisschichten, dass die flachen Schmelzwassertümpel verdunsten, und bieten gleichzeitig Schutz vor schädlicher Strahlung. Das ist wichtig, da der Mars im Gegensatz zur Erde kein schützendes Magnetfeld hat, um ihn vor Sonnen- und kosmischer Strahlung zu schützen.
Laut den Forschern würde sich das Wassereis, das am wahrscheinlichsten unterirdische Becken bilden würde, in den Tropen des Mars befinden, zwischen 30 und 60 Grad nördlicher und südlicher Breite.
Khuller hofft, bald das staubige Eis des Mars in einem Labor nachzubilden, um es aus der Nähe zu untersuchen. In der Zwischenzeit beginnen er und andere Wissenschaftler, die wahrscheinlichsten Orte auf dem Mars zu kartieren, an denen flaches Schmelzwasser zu finden ist – möglicherweise wichtige Ziele für zukünftige bemannte und robotische Missionen.
