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MARS
Stammt das Methan aus Meteoriten?
von Stefan Deiters
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31. Mai 2012

Das von Sonden in der Marsatmosphäre nachgewiesene Methan werten manche Forscher als Hinweis auf Leben auf dem roten Planeten, entsteht dieses Gas doch auf der Erde vor allem durch biologische Prozesse. Wissenschaftler haben nun aber eine neue Methanquelle ausgemacht: Das Gas könnte aus Meteoriten entweichen, die in großer Zahl auf der Marsoberfläche einschlagen.

Mars

Methan in der Atmosphäre des Mars im nördlichen Sommer. Die höchsten Methankonzentrationen sind rot dargestellt. Bild: Trent Schindler / NASA

Immer wieder konnten Marssonden in den letzten Jahren größere Mengen Methan in der Marsatmosphäre nachweisen. Methan entsteht auf der Erde hauptsächlich durch biologische Prozesse, so dass manche Wissenschaftler den Fund als Indiz dafür werteten, dass es auf dem eigentlich als lebensfeindlich geltenden Mars doch irgendeine Form von bakteriellem Leben gibt. Methan ist nämlich in der Atmosphäre äußerst instabil und muss daher ständig neu produziert werden.

200 bis 300 Tonnen Methan, so rechneten Forscher hoch, müssen pro Jahr in die Marsatmosphäre freigesetzt werden, um das hier beobachtete Methan zu erklären. Dieser hohe Wert ließ sich auch nicht so einfach durch eine Theorie erklären, die als Alternative zur Mikroorganismen-These gehandelt wurde: Das Freiwerden von Methan aus dem Marsinneren durch geologische Prozesse.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz haben nun zusammen mit Kollegen aus Utrecht und Edinburgh eine bislang wenig beachtete Methanquelle ausgemacht - und dies durch die Untersuchung eines Meteoriten im heimischen Labor: "Methan entsteht aus unzähligen kleinen Mikro-Meteoriten und interplanetaren Staubteilchen, welche aus dem Weltall auf der Marsoberfläche landen", fasst Max-Planck-Atmosphärenchemiker Frank Keppler zusammen, der auch Erstautor eines Fachartikels über die Untersuchung ist, der heute in Nature erscheint. "Die Energie liefert die extrem starke ultraviolette Strahlung."

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Der Mars verfügt nur über eine vergleichsweise dünne Atmosphäre ohne eine schützende Ozonschicht, die einen großen Teil der ultravioletten Strahlung von der Sonne herausfiltern könnte. Die Oberfläche ist also dieser Strahlung nahezu schutzlos ausgesetzt. Die dünne Atmosphäre sorgt zudem dafür, dass ein größerer Teil der Meteoriten die Marsoberfläche erreichen kann und nicht - wie im Fall der Erde - schon auf dem Weg durch die Atmosphäre verglüht.

Für ihre Untersuchungen nutzte das Team eine Probe des bekannten Murchison-Meteoriten, der 1969 in der Nähe der australischen Stadt Murchison niedergegangen war. Wegen seiner ungewöhnlich hohen Masse von über 100 Kilogramm gehört er zu den wohl bestuntersuchten Meteoriten überhaupt. Er gehört zu einer Gruppe von Meteoriten, die sehr reich an organischen Verbindungen sind. "Der Meteorit enthält mehrere Prozent Kohlenstoff und hat eine ähnliche chemische Zusammensetzung wie die Hauptmenge des Meteoritengesteins, das auf dem Mars landet", so Ulrich Ott vom Max-Planck-Institut für Chemie.

Die Meteoriten-Probe bestrahlten die Forscher nun im Labor mit ultraviolettem Licht und wählten bei der Versuchsanordnung Bedingungen, die denen auf der Marsoberfläche ähneln. Sie konnten nahezu unmittelbar nach Beginn der Bestrahlung das Freiwerden beträchtlicher Mengen von Methan aus dem Meteoriten beobachten. Offenbar zersetzt die ultraviolette Strahlung die Kohlenstoffverbindungen in dem Brocken und lässt so Methanmoleküle entstehen.

Da die Temperaturen auf der Marsoberfläche sehr unterschiedlich sind und zwischen minus 143 Grad Celsius an den Polen und bis zu 17 Grad am Marsäquator betragen können, führten die Wissenschaftler das Experiment bei verschiedenen Temperaturen durch. Das Ergebnis stimmte mit Befunden aus der Marsatmosphäre überein: Je höher die Temperaturen waren, desto mehr Methan wurde aus den Meteoritenproben frei. Auch von Sonden war über dem wärmeren Marsäquator die höchste Methankonzentrationen in der Atmosphäre festgestellt worden.

Der jetzt vorgestellte Prozess schließt natürlich nicht aus, dass zumindest ein Teil des Methans der Marsatmosphäre biologischen Ursprungs ist. Die Studie macht aber deutlich, dass Methan auf dem Mars auch durch Vorgänge entstehen kann, die auf der Erdoberfläche in dieser Form nicht zu beobachten sind und die rein gar nichts mit Leben zu tun haben. Wer nun tatsächlich für das Methan in der Marsatmosphäre verantwortlich ist, dürfte sich allerdings nur vor Ort feststellen lassen. Vielleicht liefert der Marsrover Curiosity, der im August auf dem Mars landen soll, ja schon weitere Hinweise.

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siehe auch
Mars: Methan in der Atmosphäre nachgewiesen - 16. Januar 2009
Mars: Sorgt Verwitterung und nicht Leben für Methan? - 15. Juni 2005
Mars Express: Wasserdampf, Methan und neue Fragen - 22. September 2004
Mars: Methan in der Atmosphäre Indiz für Leben? - 29. März 2004

Mission Mars, Berichte über den roten Planeten und seine Erforschung
Links im WWW
Max-Planck-Institut für Chemie
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