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MARS
Sorgt Verwitterung und nicht Leben für Methan?
von Ulrich Knittel
für astronews.com
15. Juni 2005

Methan, das auf der Erde durch Bakterien und Vulkanismus entsteht, wurde im vergangenen Jahr in der Marsatmosphäre nachgewiesen. Manche deuteten dies, als möglichen Hinweis auf Leben auf dem Roten Planteten. Jetzt raten zwei Geologen zur Vorsicht: Methan könnte nämlich auch durch die Verwitterung von Olivin, einem wichtigen Bestandteil von Basalten, gebildet werden.

Ganges Chasma
 
Falschfarben-Aufnahme des Ganges Chasma im Valles Marineris. Schichten, die einen hohen Anteil des Minerals Olivin enthalten, erscheinen lila.
Foto: NASA / JPL /Arizona State University

Die Frage, ob es möglicherweise Leben auf dem Mars gibt, beschäftigt die Wissenschaft wie auch die Öffentlichkeit, seit Schiaparelli auf dem Mars feine Linien entdeckt zu haben glaubte, die er "canali" nannte. Seitdem gehen Wissenschaftler wie Astronomie-begeisterte Laien durch wahre Wechselbäder der Gefühle: Im August 1996 gaben NASA Wissenschaftler bekannt, dass sie in einem vom Mars stammenden Meteoriten Lebensspuren gefunden haben. Seitdem wurde nun wiederholt gezeigt, dass diese verschiedenen Hinweise auf Leben auch durch anorganisch ablaufende Prozesse entstanden sein könnten - also vollkommen ohne beteiligtes Leben.

Doch im letzten Jahr gab es offenbar einen direkteren Hinweis auf mögliches Leben: Bei Beobachtungen von der Erde aus wurde Methan (CH4, der einfachste Kohlenwasserstoff) in der Marsatmosphäre aufgespürt (astronews.com berichtete). Inzwischen wurde diese Entdeckung durch Messungen der europäischen Raumsonde Mars Express bestätigt.

Die Auswertung der Mars Express-Daten zeigte zudem, dass in Regionen, über denen besonders viel Methan in der Atmosphäre zu finden ist, auch relativ viel Wasserdampf vorhanden war. Die Entdeckung von Methan erregte einiges Aufsehen, denn Methan wird in der Marsatmosphäre binnen gut 300 Jahren durch kosmische Strahlung zerstört (in der irdischen Atmosphäre ist die Zerstörung von Methan durch die Reaktion mit Sauerstoff, bei der Wasser und Kohlendioxid entstehen, noch viel schneller). Dies bedeutet, dass auf dem Mars durch irgendeinen Prozess ständig neues Methan gebildet werden muss.

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Auf der Erde entsteht Methan vor allem durch zwei Prozesse: Einmal ist es in bestimmten vulkanischen Gasen enthalten, zum anderen, und das ist die weitaus größte Menge, entsteht es beim Stoffwechsel bestimmter Einzeller, so genannter Methanogenen (Methanerzeuger). Sollte Methan auf dem Mars auf gleiche Weise entstehen, wäre dies sensationell, denn bislang ist für den Mars der Nachweis von aktivem Vulkanismus nicht geglückt. Allerdings entweicht aus vielen irdischen Vulkangebieten aber auch dann noch Gas, wenn die eigentliche vulkanische Aktivität schon lange zu Ende gegangen ist. Darüber hinaus konnte die Existenz von vergangenem oder gegenwärtigem Leben auf dem Mars bislang nicht überzeugend nachgewiesen werden.

Die Korrelation von Wasserdampf- und Methangehalt über bestimmten Regionen des Mars führte auch zu einer weiteren Spekulation; durch geothermische Energie könnten unter der Marsoberfläche liegende Eisschichten verdunsten und falls diese Eisschichten auch Methan enthalten, könnte auch dieses dabei freigesetzt werden. Bliebe aber auch hier die Frage, wie das Methan entstanden ist und wie es in das Eis kommt.

Nun legten zwei Geologen, Chris Oze und Mukul Sharma, die am Dartmouth College in Hanover, New Hampshire, USA, arbeiten, eine weitere, etwas unspektakulärere Erklärung für die Entstehung von Methan vor: Danach könnte Methan bei der Verwitterung des Minerals Olivin, einem typischen Bestandteil von Basalten, entstehen. Bei diesem Vorgang, der Serpentinisierung genannt wird, nimmt Olivin, ein Eisen-Magnesium-Silikat, Wasser auf. Serpentinisierung ist ein ganz normaler Prozess im Bereich des irdischen Ozeanbodens und das dabei entstehende Methan kann im Tiefenwasser der Ozeane nachgewiesen werden.

Olivin ist auf dem Mars reichlich vorhanden, wie die Untersuchung der Marsmeteorite belegt und wie inzwischen auch durch Fernerkundung nachgewiesen werden konnte. Allerdings muss der Olivin mit flüssigem Wasser in Kontakt treten, damit es zur Serpentinisierung und damit auch zur Methanbildung kommt. Zudem deutet die Tatsache, dass sich Olivin aus dem Marsorbit nachweisen lässt, darauf hin, dass der Olivin zu einem großen Teil noch vorhanden ist, also nicht in Serpentin umgewandelt wurde. Allerdings findet der Prozess der Serpentinisierung nicht an der Oberfläche eines Planeten statt, sondern unter erhöhtem Druck und Temperaturen. Auf dem Mars könnten die notwendigen Bedingungen in wenigen Kilometern Tiefe gegeben sein.

Die beiden Geologen berechneten nun, dass die beobachtete Menge Methan durch die Serpentinisierung von etwa 80.000 Tonnen Olivin im Jahr bewerkstelligt werden könnte. Im Laufe der Marsgeschichte müsste lediglich eine etwa fünfzig Zentimeter mächtige Schicht Olivin umgewandelt worden sein, um die gegenwärtige Methankonzentration in der Marsatmosphäre zu erklären, "eine sehr kleine Menge" wie Oze zu bedenken gibt. Zwar sähe auch er "gerne Hinweise auf biologische Aktivität", doch müsse man "auch andere geologische Prozesse in Betracht ziehen".

So könnte es also sein, dass man im Fall "Methan auf dem Mars"  einiges Neues über die Bedingungen gelernt hat, die zur Entstehung von Methan führen können - auf dem Mars und auf der Erde. Dem Ziel aber, Leben auf dem Mars nachzuweisen, dürfte man nicht näher gekommen sein.

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siehe auch
Mars: Neue Indizien für Leben? - 17. Februar 2005
Mars Express: Wasserdampf, Methan und neue Fragen - 22. September 2004
Mars: Methan in der Atmosphäre Indiz für Leben? - 29. März 2004
2001 Mars Odyssey: Ein neues Bild vom roten Planeten - 17. März 2003
Mission Mars - die astronews.com-Berichterstattung über die Erforschung des roten Planeten
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