Die Suche nach Leben auf dem Mars

Fragestellung

Die Suche nach Leben auf dem Mars ist von amerikanischen, europäischen und anderen Raumfahrtbehörden als ein Ziel des 21. Jahrhunderts erklärt worden.

Warum wird nach mikrobiellen Lebensformen gesucht und nicht nach Pflanzen oder Tieren?

Einleitung

Die einfachste Antwort auf diese Frage könnte lauten: Weil aufgrund der Umweltbedingungen aufdem Mars höheres Leben nicht möglich ist. Einzig und allein primitives Leben könne man sich mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit vorstellen. Unser Heimatplanet Erde ist bis jetzt der einzige Ort im Sonnensystem und auch im gesamten Universum, von dem man sicher weiß, dass hier Leben existiert. Doch das heißt nicht, dass Leben nicht auch anderswo entstanden sein könnte, wenn die Bedingungen dafür gegeben sind. Die wohl treffendste Veranschaulichung eines Standpunktes dieses Problems liefert das Fermi-Paradoxon des Physikers Enrico Fermi: „Da wir bislang keinerlei Anzeichen haben, dass die Galaxis Zivilisationen hervorgebracht hat, die zur Kolonisierung von fremden Planetensystemen in der Lage sind, gibt es sie offenbar nicht.“ Dieses Argument ist nicht stichhaltig, denn wenn man ins Mittelalter der Menschheitsgeschichte zurückblickt, dachte man damals genauso. (Priebsch, 2002) Man nahm an, die Erde sei eine Scheibe, man wusste nichts über fremde Völker, Länder und Kontinente und trotzdem gab es sie. Auch die Ureinwohner der entfernten Länder wussten ihrerseits nichts über die hoch entwickelten Völker der anderen Kontinente, bis zum Tag X, an dem sie von ihnen entdeckt und später unterworfen wurden. Dieses Szenario ist analog zu unserem heutigen Problem über extraterrestrische Lebensformen. Auch hier ist der Tag X anscheinend noch nicht gekommen. Eine interessante Frage wäre auch, ob wir Erdbewohner die hoch entwickelte Zivilisation oder doch eher die primitiven Ureinwohner darstellen. Doch die Wahrscheinlichkeit, dass bei den Abermilliarden von Galaxien im Universum (eine mittelgroße Galaxie wie unsere Milchstraße enthält wiederum an die 200 Milliarden Sternensysteme) auch andere Planeten mit günstigen Lebensbedingungen existieren und höheres Leben, ja sogar technische Zivilisationen hervorbringen können, ist laut Forscher Dr. Frank Drake sehr hoch. Er errechnete in seiner Drake-Gleichung einen Wert von einer (minimal) bis zu 20 Millionen (maximal) solcherZivilisationen in einer Galaxie! (Wikipedia, 2006a)

Doch hier stellt sich schon die Frage: Was ist Leben und was ist zur Entstehung von Leben überhaupt notwendig? Die naturwissenschaftliche Definition von Leben besagt, dass es durch

1) Energie-, Stoff- und Informationsaustausch mit der Umwelt,
2) Wachstum,
3) Fortpflanzung,
4) Stoffwechsel und
5) Veränderung (Evolution)charakterisiertwird. (Fiebag, Sasse, 1996)

Allerdings findet man einige dieser Merkmale auch bei der unbelebten Welt (z.B. Feuer, dem seit antiker Zeit nachgesagt wird, lebendig zu sein) und auch die Viren stellen eine Sonderform, ein Zwischending zwischen belebter und unbelebter Materie dar, da sie keine der oben genannten Eigenschaften besitzen. (Wikipedia, 2006b;).

1980 veröffentlichten die beiden Wissenschaftler Shapiro und Feinberg eine Theorie, die drei absolut notwendige Bedingungen zur Entstehung von Leben formuliert:

1) Es muss ein Fluss freier Energie vorhanden sein (die universelle Energiewährung der Zelle Adenosintriphosphat ist jedem irdischen Lebewesen, vom Bakterium bis zum Menschen, existentiell).
2) Das Vorhandensein eines materiellen Systems, das mit der Energie interagiert.
3) Genug Zeit, um die Komplexität aufzubauen, die mit Leben verbunden ist. Allerdings ist diese Theorie umstritten, da sie auch eine alternative Möglichkeit zur Lebensentstehung zulässt, die nicht an das Vorhandensein von Wasser geknüpft ist (Fiebag, Sasse, 1996b). Doch dazu später. Auf jeden Fall scheint es äußerst unwahrscheinlich, dass die Erde der einzige Ort im gesamten Universum sei, an dem die Entstehung von Leben möglich ist. Und wie zur Bestätigung liefert gleich unser Nachbarplanet, der Kriegsgott der Antike und Star zahlreicher Science-Fiction-Filme, den Gegenbeweis dafür.

Hauptteil

Bis in die 50er Jahre des letzten Jahrhunderts dachte man, dass auf dem Mars eine höher entwickelte Zivilisation beheimatet sei. Angefangen hatte es im 18. Jahrhundert, als man dunkle Flecken auf der Oberfläche des Planeten beobachtete, die ihr Farbe änderten und wuchsen oder schrumpften. Man hielt dies für Vegetationszonen, die sich mit den Jahreszeiten änderten. Erst knapp hundert Jahre später wurden sie als Vulkane identifiziert. Im Jahre 1877 entdeckte der damalige Direktor der Mailänder Sternwarte Giovanni Schiaparelli mit seinem Fernrohr auf der Marsoberfläche dünne Linien, die er als Flusskanäle deutete und auch folgerichtig canali nannte (im Italienischen für Graben). Er selbst nahm an, dass es sich um natürliche Systeme wie auf der Erde handelte und gab ihnen Namen wie Ganges, Indus usw. (Abb.1) In andere Sprachen übersetzt wurde aus canali statt Gräben fälschlicherweise Kanäle, was in der Folge als von Lebewesen geschaffene, künstliche Bauwerke interpretiert wurde. Die Öffentlichkeit war mit der Vorstellung von intelligenten Bewohnern auf dem Mars damals leicht zu faszinieren, der Pseudowissenschaftler und Hobbyastronom Percival Lowell festigte mit seinen drei um 1900 herausgegebenen Büchern über den Mars und seine möglichen Bewohner endgültig das Bild vom grünen Marsmenschen. Den Höhepunkt des Marsfiebers lieferte Orson Welles, als sein in den 1930er Jahren ausgestrahltes Radio-Hörspiel um eine Erdinvasion durch Marsmenschen „Kampf der Welten“ (nach dem Roman von H.G. Wells) für bare Münze genommen wurde und in der Folge die Menschen panisch durch die Straßen liefen. (Fiebag, Sasse, 1996c; Lorenzen, 2004a; Wikipedia, 2006c) Erst mit dem Beginn des Raumfahrtzeitalters wurden die Spekulationen beendet. 1960 begann die Sowjetunion, Sonden zum Mars zu schicken. Nachdem mehr als ein dutzend Versuche erfolglos blieben, lieferte 1965, vier Jahre vor der ersten Mondlandung, die Sonde Mariner 4 (USA) die ersten Nahaufnahmen des Planeten. Die 22 Bilder zeigten eine wüstenartige, mondähnliche Landschaft mit von Frösten bedeckten Kratern, die keinerlei Leben zu beherbergen scheint. In den folgenden Jahren wurden auch von der NASA weitere Sonden entsandt, die alle insgesamt mehr als tausend Bilder lieferten. Man war nun endgültig überzeugt, dass der Mars keine Heimat von intelligenten Lebewesen sein kann und betrachtete ihn nunmehr als eine tote Welt. (Wikipedia, 2006c)

Man wusste nun mehr als je zuvor über den Mars: 2 Monde, genannt Phobos und Deimos, umkreisen ihn. Er besitzt am Äquator etwa den halben Durchmesser der Erde (6794km), ein Viertel ihrer Oberfläche und ein Zehntel ihrer Masse. Die Fallbeschleunigung durch das Gravitationsfeld beträgt 3,71m/s2, das sind etwa 40% der irdischen. Seine Oberflächentemperatur beträgt im Mittel 210 K (- 63°C), minimal (Polkappen im Winter) 150 K (- 123°C), maximal (Äquator zu Mittag) 297 K (24°C). Er rotiert in 24 Stunden und 34 Minuten um die eigene Achse und in 687 Tagen einmal um die Sonne. Da die Achse gegen die Bahn geneigt ist, gibt es Jahreszeiten, die jedoch doppelt so lang dauern wie auf der Erde. Sein Abstand von der Erde beträgt je nach Position von 55,7 Millionen km bis zu 401,3 Millionen km. Er besitzt eine äußerst dünne Atmosphäre, die zu 95% aus Kohlendioxid, 2,7% aus Stickstoff, 1,6% aus Argon und 0,13% aus Sauerstoff besteht. In Spuren finden sich noch Kohlenmonoxid, Wasser, Stickstoffmonoxid, Neon, Krypton, Xenon, Ozon und Methan. Der Atmosphärendruck beträgt 6,36 Millibar. Man weiß jedoch, dass der Mars vor Milliarden Jahren noch eine dichtere Atmosphäre und ein wärmeres Klima hatte. Der Grund für diesen Umsturz scheint im Verlust des Magnetfeldes zu liegen. Der Mars hatte früher eines - man nimmt an, dass es seit ca. 3 Milliarden Jahren verschwunden ist. Ohne dieses Magnetfeld wurde die Atmosphäre buchstäblich vom Sonnenwind verweht. Überhaupt scheint der Mars keine große Stabilität zu besitzen - die Atmosphäre und die Geologie befinden sich in ständiger Veränderung und auch seine Bahn schwankt. (Wikipedia, 2006c) Diese geringe Stabilität könnte, zusammen mit der kleinen Masse und Gravitation, beim Verlust des Magnetfeldes eine Rolle gespielt haben. Vielleicht liegt auch im Marskern ein Grund, denn derfeste Eisenkern der Erde ist der Aufrechterhalter des irdischen Magnetfeldes. Doch trotz dieser scheinbar ungünstigen Umweltbedingungen ist der Mars nach der Erde noch der lebensfreundlichste Planet. Auf allen anderen Planeten des Sonnensystems, ausgenommen dem Jupitermond Europa, unter dessen globaler Wassereisschicht sich ein 90km tiefer Ozean aus flüssigem Wasser befinden könnte, ist Leben denkbar ausgeschlossen. (Wikipedia, 2006d)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.1: Mars und Erde im Größenvergleich (Fotomontage). In der Mitte des Mars sind die Mariner­Täler (die canali) und ganz links als braune Flecken die Thesis-Vulkane zu sehen.

Quelle: Wikipedia, Bild 2006a

In den 1970er Jahren landeten die US-amerikanischen Viking - Sonden auf dem Planeten und lieferten die ersten spektakulären Daten von Bodenproben. Viking 1 sendete 1976 die Bilder der Cydonia genannten Region, die dafür sorgten, dass die Spekulationen über marsianisches Leben wieder entfachten. Die Aufnahmen zeigten eine Formation, die einem menschlichen Gesicht ähnelt, das gen Himmel blickt sowie rechteckige und pyramidenähnliche Strukturen in der Nähe, was Anlass zur Vermutung gab, dies seien die Werke intelligenter Lebewesen.

Erst zwanzig Jahre später wurde durch Bilder der NASA-Mission Mars Global Surveyor, die eine viel höhere Auflösung lieferten, handfest bewiesen, dass es sich hierbei um das Ergebnis natürlicher Erosion handelt. Die Daten der Bodenproben lieferten erstmals Einblick in die Geologie und Atmosphäre des roten Planeten: Seine Farbe verdankt er dem Eisenoxid-Staub, der sich auf der Oberfläche und in der Atmosphäre verteilt hat. Die Bezeichnung rostiger Planet wäre eigentlich zutreffender. Weitere gefundene Bodenminerale sind Jarosit, das aus Eisen-, Schwefel- und Brom-Verbindungen besteht sowie Goethit (FeO(OH)). Hier offenbart sich schon der wichtigste Hinweis auf mögliches Leben: Das Vorkommen von Jarosit, Goethit und Eisenoxid deutet auf das ehemalige Vorhandensein von Wasser hin, denn nur durch dessen Einwirkung können diese Minerale gebildet werden. (Wikipedia, 2006c)

Zweiwertiges Eisen (Fe3+) wird durch den Sauerstoff der Luft oder eben Wasser zu dreiwertigem Eisen(III)Oxid oxidiert (Fe2O3, oder auch bekannt als Hämatit). Auf der Erde geschah derartiges zum ersten Mal im Archäikum, vor ungefähr 2,5 Milliarden Jahren, also zu einer Zeit, in der der Sauerstoffgehalt der Erde durch die photosynthetische Aktivität von Cyanobakterien stetig anstieg. Der Sauerstoff reagierte mit dem gelösten zweiwertigen Eisen im Wasser und wurde dann als Hämatit ausgefällt, solange bis das Eisen in den Meeren verbraucht war. Diese gewaltigen Ablagerungen von Eisenoxidschichten sind auch als Rotschichten oder Banded Iron Formations (Abb.2, S.4) bekannt. Allerdings können einige Bakterien das Eisen auch direkt binden, ohne Photosynthese zu betreiben. Geschah derartiges auch auf dem Mars, in ähnlichen Dimensionen, sodass die Überbleibsel dieser Zeit jetzt den ganzen Planeten bedecken?

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2: Banded Iron Formations auf der Erde. Quelle: Rotschichten, Bild 2005

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