Perseverance-Rover findet potenzielle Biosignatur

Gab es einst Leben auf dem Mars? Noch ist diese Frage ungeklärt. Doch der Marsrover „Perseverance“ hat nun eine Gesteinsformation auf dem Roten Planeten entdeckt, die zumindest Fragen aufwirft. Denn in den feinkörnigen Tonmineralen eines ehemaligen Flussbetts im Jezero-Krater identifizierten die Analyse-Instrumente des NASA-Rovers winzige Körnchen aus Eisensulfid- und Eisenphosphatmineralen sowie Spuren chemischer Reaktionen mit organischen Kohlenstoffverbindungen. Auf der Erde entstehen solche Formationen typischerweise durch die Tätigkeit von Mikroben, wie die Forschenden erklären. Sie sehen in diesen „Leopardenflecken“ daher potenzielle Biosignaturen. Allerdings: Solche chemischen Spuren können auch durch abiotische Reaktionen entstehen, beispielsweise bei Hitzeeinwirkung oder in Gegenwart von Säuren. Ob die „Cheyava Falls“ getaufte Formation tatsächlich das lange gesuchte Zeugnis vergangenen Lebens auf dem Mars ist, können daher erst zur Erde zurückgebrachte Proben klarstellen.

Der Mars könnte in seiner Frühzeit der Erde sehr ähnlich gewesen sein: Er besaß ein mildes Klima, eine dichtere Atmosphäre als heute sowie Seen, Flüsse und vielleicht sogar Ozeane. Der Rote Planet war bis vor rund 3,5 Milliarden Jahren demnach durchaus lebensfreundlich. Belege dafür liefern unter anderem Ablagerungen von in Gegenwart von Wasser gebildeten Tonmineralen, aber auch alte Flusstäler und andere möglicherweise von Wasser geprägte Landschaftsformen. Deshalb fahnden Planetenforscher schon seit Jahren nach Hinweisen darauf, dass sich auf dem jungen Mars zumindest mikrobielles Leben entwickelt hat. Tatsächlich haben schon mehrere Marssonden und Rover chemische und geologische Spuren entdeckt, für die ein biologischer Ursprung zumindest nicht ausgeschlossen ist. Im Frühjahr 2025 war dies beispielsweise beim Marsrover Curiosity der Fall: In Proben von Tongestein wies der Rover Kohlenwasserstoffe mit bis zu zwölf Kohlenstoffatomen nach – potenzielle Abbauprodukte von langkettigen Fettsäuren, wie sie beispielsweise in Zellmembranen von Organismen vorkommen. Allerdings: Diese marsianischen Alkane könnten auch abiotisch entstanden sein. Eine eindeutige Biosignatur sind sie daher nicht.

Eisenminerale und organische Verbindungen

Jetzt hat auch der Marsrover „Perseverance“ eine potenzielle Biosignatur entdeckt – mit ähnlichen Einschränkungen. Der NASA-Rover erkundet seit 2021 den 45 Kilometer großen Jezero-Krater, in dem es Spuren eines alten Flussbetts und Ablagerungen eines vergangenen Sees gibt, wie bisherige Funde gezeigt haben. Aufgabe des Perseverance-Rovers ist es, in dieser vielversprechenden Umgebung nach potenziellen Spuren vergangenen Lebens zu suchen. Seit 2024 erkundet der Rover Neretva Vallis, ein ehemaliges Flusstal im Norden des Kraters. Dort liegt eine ausgedehnte, „Bright Angel“ getaufte Felsformation, die vorwiegend aus feinkörnigem Tonmineralen besteht. Auf der Oberfläche eines rund einen Meter großen Felsbrockens – „Cheyava Falls“ – zeigten Kameraaufnahmen des Rovers ungewöhnliche Strukturen: Dutzende, nur wenige Millimeter kleine, unregelmäßig geformte Flecken mit hellem Inneren und einem äußeren Ring aus schwarzem Material. Dazwischen lagen noch kleinere dunkle Pünktchen. Das NASA-Bodenteam hat diesen Spuren wegen ihres Aussehens die Spitznamen Leopardenflecken und Mohnsamen verliehen.

Doch was sind diese Flecken? Um das herauszufinden, setzte Perseverance mehrere seiner Analyseinstrumente ein, darunter auch das Ramanspektrometer SHERLOC. Die chemischen Analysen ergaben, dass sowohl die größeren Flecken als auch die kleinen Punkte mit zwei eisenhaltigen Mineralen angereichert sind: dem hydrierten Eisenphosphat Vivianit und dem Eisensulfid Greigit. Beide Minerale kommen auch auf der Erde in wasserreichen Umgebungen vor. Die Analysen zeigten aber auch, dass sich am Rand dieser kleinen Mineralansammlungen chemische Reaktionsfronten befinden, die auf eine Redox-Reaktion dieser Minerale in Gegenwart von organischen Kohlenstoffverbindungen hindeuten. „Dieses gemeinsame Vorkommen von organischem Material und redox-sensitiven Mineralen ist sehr spannend“, erklärt Co-Erstautor Michael Tice von der Texas A&M University. „Denn es legt nahe, dass die organischen Moleküle eine Rolle als Treiber der Reaktionen gespielt haben, die diese Minerale einst bildeten.“ Auf der Erde sind bei dieser Art von Mineralbildung meist Mikroben im Spiel. „Sie entstehen in Sedimenten, in denen Mikroben die organische Materie aufzehren und dabei Rost und Sulfate freisetzen“, so Tice. „Die Präsenz dieser Verbindungen auf dem Mars wirft daher die Frage auf: Könnten dort ähnliche Prozesse abgelaufen sein?“

Möglicher Hinweis auf mikrobielle Beteiligung

Nach Ansicht der Forschenden könnten die „Leopardenflecken“ und „Mohnsamen“ auf der Felsoberfläche von Cheyava Falls demnach potenzielle Biosignaturen sein – mit Betonung auf „potenziell“: „Dies ist eine sehr spannende Entdeckung, aber es bedeutet nicht, dass wir Leben auf dem Mars gefunden haben“, betont Co-Autor Sanjeev Gupta vom Imperial College London. Denn die von Perseverance identifizierten Minerale könnten auch abiotisch – ohne die Mitwirkung von Mikroben – entstanden sein. Es gibt Reaktionswege, durch die solche eisenhaltigen Sulfide und Phosphate auch rein geochemisch entstehen. Allerdings ist dafür entweder Hitze oder die Präsenz einer Säure nötig. „Die bisher möglichen Untersuchungen deuten jedoch darauf hin, dass diese Gesteine nie ausreichend erhitzt wurden, um die Leopardenflecken und Mohnsamen zu erzeugen“, sagt Tice. Auch eindeutige Hinweise auf eine saure Umgebung gebe es bisher nicht. „Sollte sich dies bestätigen, müssen wir ernsthaft in Betracht ziehen, dass diese Formationen durch bakterienähnliche Wesen produziert wurden, die vor mehr als drei Milliarden Jahren im Schlamm eines marsianischen Sees lebten“, so der Forscher weiter.

Noch allerdings fehlen genauere Analysen, um dieses Szenario zu bestätigen oder aber zu entkräften. Denn die Bordinstrumente des Perseverance-Rovers können die nötigen Untersuchungen nicht durchführen. „Wir müssen diese Gesteinsproben auf der Erde untersuchen, um diese Frage beantworten zu können“, sagt Gupta. Glücklicherweise stehen die Chancen dafür gut: Der Perseverance-Rover hat bereits eine Gesteinsprobe dieser Formation erbohrt und gemeinsam mit weiteren Proben in speziellen Behältern an einem Ablageort deponiert. Diese Proben sollen dann durch eine weitere Marsmission – voraussichtlich in den 2030er Jahren – eingesammelt und zur Erde zurückgebracht werden. Erst dann können die potenziellen Biosignaturen aus dem Jezero-Krater durch irdische Labore genauer überprüft werden. „Astrobiologische Claims, vor allem solche, die mit der potenziellen Entdeckung vergangenen extraterrestrischen Lebens verbunden sind, erfordern außergewöhnlich gute Beweise“, betont Co-Autorin Katie Stack Morgan vom Perseverance-Team am Jet Propulsion Laboratory der NASA. Noch sei daher alles offen.

Quelle: Joel Hurowitz (Stony Brook University, New York) et al., Nature, doi: 10.1038/s41586-025-09413-0

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