Viking-Missionen neu betrachtet: Gab es 1976 bereits Anzeichen von Leben auf dem Mars?

In dieser Woche, während Forscher ein halbes Jahrhundert archivierter Messungen neu analysieren, greifen Wissenschaftler die Viking-Daten wieder auf und argumentieren, dass die ersten Sonden, die den Marsboden berührten, bereits 1976 biologische Aktivitäten aufgezeichnet haben könnten – um die Beweise dann während ihrer eigenen Analysen zu zerstören. Viking 1 und Viking 2 führten drei spezielle Experimente zum Nachweis von Leben sowie ein winziges Gaschromatograph-Massenspektrometer (GC-MS) mit sich; die damaligen Teams registrierten rätselhafte Gasfreisetzungen, die einige Forscher als Stoffwechsel interpretierten, obwohl das GC-MS keine eindeutigen organischen Verbindungen meldete. Neue Laborsimulationen, eine erneute Untersuchung der Versuchsprotokolle und die spätere Entdeckung reaktiver Salze auf dem Mars haben dazu geführt, eine Debatte wieder zu eröffnen, die durch die ursprüngliche Interpretation der NASA lange als abgeschlossen galt.

Wissenschaftler untersuchen Viking-Daten erneut: Was die Experimente tatsächlich taten

Die Viking-Lander trugen jeweils ein miniaturisiertes Biologielabor bei sich, das drei komplementäre Tests durchführte, die entscheidende Ergebnisse liefern sollten. Das Labeled-Release-Experiment (LR) injizierte verdünnte, radioaktiv markierte Nährstoffe in Bodenproben und überwachte die darüber befindliche Atmosphäre auf radioaktiv markierte Gase, die auf einen Stoffwechsel hindeuten würden. Das Gas-Exchange-Experiment (GEx) befeuchtete den Boden und achtete auf Veränderungen von O2, CO2 und anderen Gasen, um zu prüfen, ob der Boden übliche Stoffwechselgase produzierte oder verbrauchte. Das Pyrolytic-Release-Experiment (PR) setzte den Boden einer Mischung aus Licht und einfachen Gasen aus, um festzustellen, ob eine Kohlenstofffixierung stattfand. Parallel dazu erhitzte ein GC-MS kleine Bodenaliquote und suchte nach organischen Molekülen.

Mehrere dieser Biologietests lieferten aktive Reaktionen. Insbesondere die LR-Messwerte zeigten in vielen Proben eine prompte Freisetzung von radioaktiv markiertem CO2 – ein Muster, das der Leiter des LR-Experiments, Gil Levin, und andere als konsistent mit mikrobieller Respiration interpretierten. Das GEx lieferte vorübergehende Sauerstoffvariationen, wenn die Proben befeuchtet wurden, was einige Wissenschaftler als biologisch plausibel ansahen. Doch die GC-MS-Durchläufe, die flüchtige Fragmente durch Erhitzen des Bodens gewannen, fanden keine eindeutigen komplexen organischen Stoffe; sie meldeten CO2 und Spuren von chlorierten Kohlenwasserstoffen. Zum damaligen Zeitpunkt bestand das Arbeitsurteil der NASA darin, das GC-MS-Ergebnis als entscheidend anzusehen und die positiven Biologietests als Produkt einer unbekannten, abiotischen Chemie in einem fremdartigen, oxidierenden Regolith zu betrachten.

Wissenschaftler untersuchen Viking-Daten erneut: Perchlorat und das Problem destruktiver Tests

Die wichtigste neue Erkenntnis, die nach Viking in die Diskussion einfloss, war die Entdeckung von Perchloratsalzen im Marsboden durch den Phoenix-Lander im Jahr 2008. Seither durchgeführte Laborstudien, unter anderem unter der Leitung von Rafael Navarro-González und Mitarbeitern, zeigten, dass Perchlorate beim Erhitzen starke Oxidationsmittel sind und mit organischer Materie reagieren, wobei chlorierte Methanspezies und CO2 entstehen – genau die Signaturen, die das GC-MS von Viking beobachtet hatte. Diese Chlormethane waren 1976 als terrestrische Kontamination abgetan worden, aber die spätere Chemie legt nahe, dass es sich stattdessen um die Abbauprodukte einheimischer organischer Stoffe gehandelt haben könnte, die in den GC-MS-Öfen verbrannt wurden.

Klar ausgedrückt: Der thermische Schritt, der die chemische Analyse bei Viking ermöglichte, könnte gleichzeitig die molekularen Beweise vernichtet haben, die die biologischen Signale bestätigt hätten. Simulationen zeigen, dass selbst geringe Perchloratanteile organische Stoffe während der Pyrolyse fragmentieren oder verbrennen können. Dieser Mechanismus löst das Paradoxon im Zentrum der ursprünglichen Kontroverse auf: Warum sahen das LR- und andere Biologieexperimente nach Leben aus, während das GC-MS das Fehlen organischer Stoffe meldete? Die neue Lesart lautet, dass organische Stoffe vorhanden waren, aber durch die Analysemethode zerstört wurden.

Neuinterpretation positiver Signale und das BARSOOM-Modell

Einige Forscher sind noch weiter gegangen, als das Versagen des GC-MS nur der Perchloratchemie zuzuschreiben. Der Chemiker Steve Benner und Kollegen haben mechanistische Modelle vorgeschlagen – die in jüngsten Kommentaren teils unter Akronymen wie BARSOOM zusammengefasst werden –, die plausible Marsmikroben beschreiben, welche das Muster der beobachteten Reaktionen erklären könnten. Diese hypothetischen Organismen wären extrem an kalte, trockene und oxidierende Bedingungen angepasst und würden vielleicht gebundenen Sauerstoff oder unkonventionelle Stoffwechselwege nutzen, die Spurengase freisetzen, wenn sie mit flüssigen Nährstoffen versorgt werden.

Befürworter argumentieren, dass diese biologische Erklärung mehrere Beweislinien von Viking in einem einzigen Rahmen erklärt: die schnelle Aufnahme der Radioarkierung im LR, die Sauerstoffdynamik im GEx und die spezifischen chlorierten Abbauprodukte in den GC-MS-Läufen sind alle konsistent mit Mikroben, die durch die Befeuchtung oder Nährstoffschübe der Lander kurzzeitig aktiviert und dann während der chemischen Analyse durch Hitze zerstört wurden. Kritiker mahnen zur Vorsicht, da die Modelle spekulativ bleiben: Sie können die Daten zwar abbilden, ersetzen aber nicht den direkten chemischen Nachweis komplexer organischer Moleküle. Die Debatte konzentriert sich nun nicht mehr darauf, ob ein kluges Modell passend gemacht werden kann, sondern auf die Erzeugung reproduzierbarer, testbarer Vorhersagen und neuer Laborexperimente unter Mars-ähnlichen Bedingungen.

Warum Wissenschaftler die Viking-Daten jetzt erneut prüfen und was das für den Konsens bedeutet

Ein Teil der erneuten Aufmerksamkeit ist historisch bedingt – die Viking-Landungen nähern sich ihrem 50. Jahrestag und archivierte Datensätze wurden digitalisiert, was zu frischen Analysen mit modernem Wissen einlädt. Wichtiger noch sind neue empirische Fakten (Perchlorat, saisonale Methannachweise und die beständige Entdeckung organischer Stoffe durch Curiosity und Perseverance in geschütztem Gestein), die die alte Interpretation weniger sicher erscheinen lassen. Der aktuelle Konsens in der Astrobiologie ist vorsichtig: Die Viking-Experimente lieferten faszinierende, ungeklärte Signale, und das Fehlen nachgewiesener organischer Stoffe im Jahr 1976 schließt die Frage nicht länger ab.

Dieser Vorbehalt ist von Bedeutung. Der wissenschaftliche Konsens von heute besagt nicht, dass Viking bewiesen hat, dass Leben auf dem Mars existiert, sondern dass das negative Urteil von Viking eine Neubewertung verdient. Viele Forscher sagen, dass die positiven LR-Messwerte und die nachfolgende Chemie eine erneute, methodische Anstrengung erfordern, um zu testen, ob diese Muster durch abiotische Bodenchemie unter realistischen Marsbedingungen erzeugt werden können oder ob die Biologie die einfachste Erklärung bleibt. Das Ergebnis ist, dass sich die Gemeinschaft von einem feststehenden „Nein“ zu einem nuancierten „nicht eindeutig, aber wieder offen“ bewegt hat.

Implikationen für aktuelle und zukünftige Missionen

Die Viking-Reanalyse hat praktische Konsequenzen für das Missionsdesign und den Planetenschutz. Moderne Rover vermeiden destruktives Erhitzen als ersten Schritt: Perseverance nutzt zerstörungsfreie Spektroskopie, Bildgebung und sorgfältig versiegelte Zwischenlagerung (Caching), um Proben für eine spätere Rückkehr zur Erde zu bewahren, wo stationäre Labore hochempfindliche Nasschemie anwenden und Perchlorat-Artefakte vermeiden können. Mars Sample Return, derzeit ein Flaggschiff-Ziel, ist explizit durch die Einschränkungen motiviert, die Viking behinderten – mit dem Ziel, unberührte Proben in terrestrische Labore mit weitaus größerer analytischer Flexibilität zu bringen.

Es gibt auch einen ethischen und politischen Aspekt. Wenn es plausibel bleibt, dass Viking mit lebenden Organismen in Kontakt gekommen sein könnte, selbst wenn nur vorübergehend, müssen das Design künftiger Raumfahrzeuge und jegliche bemannte Missionen das Risiko einer Vorwärts-Kontamination – das versehentliche Einbringen von Erd-Mikroben in fragile Mars-Ökosysteme – und einer Rückwärts-Kontamination abwägen. Die Regeln zum Planetenschutz enthalten bereits konservative Sicherheitsvorkehrungen, aber die erneute Debatte stärkt das Argument für eine strikte Eindämmung, Sterilisationsprotokolle und eine sorgfältige Standortwahl, bevor menschliche Fußabdrücke zugelassen werden.

Wie die Viking-Geschichte langjährige Fragen beantwortet

Hat Viking mikrobielles Leben auf dem Mars entdeckt? Die kurze, vorsichtige Antwort lautet: Die Experimente lieferten Signale, die mit mikrobieller Aktivität konsistent waren, aber die chemischen Analysen der Mission lieferten keine bestätigenden molekularen Belege, und die offizielle Schlussfolgerung der NASA lautete auf dieser Basis „kein Leben“. Welche Beweise deuteten auf mikrobielles Leben hin? Die Freisetzung radioaktiv markierter Gase im LR und die Sauerstoffreaktionen im GEx waren die aussagekräftigsten Datenpunkte; sie verhielten sich in einer Weise, die auf der Erde als Stoffwechsel gewertet würde. Warum untersuchen Wissenschaftler die Viking-Daten erneut? Weil Perchlorat und andere Entdeckungen sowie Laborarbeiten, die zeigen, dass Hochtemperaturanalysen organische Stoffe zerstören können, bedeuten, dass das ursprüngliche negative GC-MS-Ergebnis ein falsch-negatives Ergebnis gewesen sein könnte. Wie funktionierten die Viking-Experimente und was fanden sie? Sie kombinierten Befeuchtung und Nährstoffzugaben, Lichtexpositionstests und thermische chemische Scans – ein komplementäres Paket, das einige positive biologische Signaturen und einige zweideutige chemische Signaturen hervorbrachte. Wie lautet der aktuelle Konsens? Es ist keine feststehende Akzeptanz von Leben auf dem Mars, sondern eine wieder geöffnete Frage: Die Beweise sind neu interpretierbar, und die Klärung hängt nun von neuen Proben und einer besseren analytischen Kontrolle ab.

Während sich das Fachgebiet weiterentwickelt, erinnert die Viking-Geschichte daran, dass die Methode entscheidend ist: Die richtige Frage, beantwortet mit der falschen Methode, kann die Antwort vollständig auslöschen. Für die Astrobiologie wird das nächste Jahrzehnt – mit Mars Sample Return, weiteren Rover-Kampagnen und präzisen Laborsimulationen – entscheidend dafür sein, ob jene ersten Signale der erste Hinweis auf Leben jenseits der Erde waren oder eine besonders trügerische Chemie eines fremden Bodens.

Quellen

• NASA – Viking-Mission, experimentelle Daten und Archive
• NASA – Erkenntnisse der Phoenix-Mission zu Perchlorat
• Rafael Navarro-González (Universidad Nacional Autónoma de México), Laborstudien zu Perchlorat und organischen Stoffen
• Steve Benner / Foundation for Applied Molecular Evolution (Forschung und Modellierungskommentare)
• NASA Jet Propulsion Laboratory – Dokumentation zur Perseverance- und Mars-Sample-Return-Mission