Mars-Eis könnte Biomoleküle über Millionen von Jahren konservieren, zeigt eine Laborstudie

Labor-Simulationen und Methoden

Forscher froren Bakterienproben ein und setzten sie Bedingungen aus, die eisige Regionen auf dem Mars nachahmen sollten. In den Experimenten wurden Escherichia-coli-Zellen verwendet, die in zwei Medien eingebettet waren: reines Wassereis und Eis, das mit Analoga des Marsbodens wie Silikatgestein und Ton vermischt war. Die Proben wurden auf etwa -51 °C abgekühlt und einer Strahlungsintensität ausgesetzt, die Millionen von Jahren auf der Marsoberfläche entspricht.

Zentrale Erkenntnisse

• Aminosäuren, die Bausteine von Proteinen, hielten sich in Proben, die in reinem Eis eingefroren waren, deutlich länger als in bodenhaltigem Eis.
• Nach einer Bestrahlung, die etwa 50 Millionen Jahren auf dem Mars entspricht, blieben in den Proben aus reinem Eis mehr als 10 % der ursprünglichen Aminosäuren erhalten; Aminosäuren in bodenhaltigen Proben wurden fast vollständig abgebaut.
• Tests bei noch niedrigeren Temperaturen – vergleichbar mit den Bedingungen auf Eismonden – zeigten eine weitere Verringerung der Abbauraten von Biomolekülen.

Vorgeschlagener Erhaltungsmechanismus

Die Studie legt nahe, dass in reinem Eis strahlungsinduzierte reaktive Spezies wie freie Radikale innerhalb der Eismatrix immobilisiert werden, was sekundäre chemische Reaktionen einschränkt, die Biomoleküle zerstören würden. Im Gegensatz dazu scheinen Mineralkomponenten in Bodenanaloga Mikroumgebungen zu schaffen, die chemische Pfade fördern, welche zu schnelleren molekularen Schäden führen.

Auswirkungen auf Astrobiologie und Missionen

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass eisdominierte Ablagerungen auf dem Mars besonders vielversprechende Orte für die Suche nach erhaltenen Spuren früheren mikrobiellen Lebens sind. Die Erkenntnisse können Missionsplanern bei der Auswahl von Landeplätzen und Probenahmestrategien helfen, wobei eisreiche Standorte sowie Bohr- oder Probenahmeverfahren priorisiert werden, die Zugang zu relativ unkontaminierten Eisschichten ermöglichen.

Forschungskontext

Die leitenden Forscher merkten an, dass die Experimente kein vergangenes Leben auf dem Mars beweisen, sondern physikalische Umgebungen identifizieren, in denen biomolekulare Belege am ehesten über geologisch lange Zeiträume überdauern würden. Kältere Umgebungen an anderen Orten im Sonnensystem könnten eine noch stärkere Konservierung bieten, was den wissenschaftlichen Wert künftiger Erkundungen von Eiswelten erhöht.

Fazit: Reines Eis kann unter marsähnlichen Temperatur- und Strahlungsbedingungen als langfristiges Konservierungsmittel für Biomoleküle fungieren, was polare und andere eisreiche Regionen zu vorrangigen Zielen bei der Suche nach Anzeichen für früheres Leben macht.