Danke @MpunktApunkt für deine hilfreiche Erklärung.
Jetzt konnte ich mich auch etwas in die beiden Berichte einlesen und möchte folgendes noch dazu erläutern.
Um den Kohlenstoff auf der Marsoberfläche zu analysieren, verwendete das Team von House das
Tunable Laser Spectrometer (TLS)[/url] im
Sample Analysis at Mars (SAM).
SAM erhitzte 24 Proben von geologisch unterschiedlichen Orten im
Gale-Krater des Planeten auf etwa 850 Grad Celsius, um die Gase im Inneren freizusetzen. Anschließend maß das TLS die Isotope eines Teils des reduzierten Kohlenstoffs, der durch den Erhitzungsprozess freigesetzt wurde. Isotope sind Atome eines Elements, die aufgrund ihrer unterschiedlichen Neutronenzahl eine unterschiedliche Masse haben, und sie sind wichtig für das Verständnis der chemischen und biologischen Entwicklung von Planeten.
Kohlenstoff hat zwei stabile Isotope, 12 und 13. Indem sie die Mengen der beiden Isotope in einer Substanz untersuchen, können die Forscher Einzelheiten über den Kohlenstoffkreislauf feststellen, selbst wenn dieser vor sehr langer Zeit stattgefunden hat.
Auf dem Mars stellten die Forscher von Curiosity fest, dass fast die Hälfte ihrer Proben überraschend große Mengen an
Kohlenstoff-12 enthielt, verglichen mit dem, was Wissenschaftler in der Marsatmosphäre und in Meteoriten gemessen haben. Diese Proben stammten von
fünf verschiedenen Orten im
Gale-Krater, berichten die Forscher, was möglicherweise damit zusammenhängt, dass alle Orte gut erhaltene, alte Oberflächen haben.
Die Analyse von Kohlenstoffisotopen in Sedimentproben, die an einem halben Dutzend exponierter Stellen entnommen wurden, darunter eine exponierte Klippe, lässt den Forschern drei plausible Erklärungen für den Ursprung des Kohlenstoffs: kosmischer Staub, ultravioletter Abbau von Kohlendioxid oder ultravioletter Abbau von biologisch erzeugtem Methan.
Die biologische Erklärung, die die Curiosity-Wissenschaftler in ihrem Papier präsentieren, ist vom Leben auf der Erde inspiriert. Dabei geht es um uralte Bakterien auf der Oberfläche, die eine einzigartige Kohlenstoffsignatur erzeugt hätten, als sie Methan in die Atmosphäre freisetzten, wo ultraviolettes Licht das Gas in größere, komplexere Moleküle umgewandelt hätte. Diese neuen Moleküle wären auf die Oberfläche herabgeregnet und könnten nun mit ihrer eindeutigen Kohlenstoffsignatur in den Gesteinen des Mars erhalten bleiben.
Zwei andere Hypothesen bieten nicht-biologische Erklärungen. Die eine besagt, dass die Kohlenstoffsignatur durch die Wechselwirkung von ultraviolettem Licht mit Kohlendioxidgas in der Marsatmosphäre entstanden sein könnte, wobei neue kohlenstoffhaltige Moleküle entstanden, die sich an der Oberfläche abgesetzt hätten. Die andere spekuliert, dass der Kohlenstoff von einem seltenen Ereignis vor Hunderten von Millionen Jahren stammen könnte, als das Sonnensystem eine riesige
Molekülwolke durchquerte, die reich an der entdeckten Art von Kohlenstoff war.
Ein Teil des Kohlenstoffs war außergewöhnlich arm an Kohlenstoff 13, während andere Kohlenstoffproben angereichert waren.
Nach der Aussage von
Christopher House, ein Curiosity-Wissenschaftler an der
Pennsylvania State University, ähneln die an Kohlenstoff 13 extrem verarmten Proben ein wenig den Proben aus Australien, die aus 2,7 Milliarden Jahre altem Sediment stammen. Diese Proben wurden durch biologische Aktivität verursacht, als Methan von uralten mikrobiellen Matten verbraucht wurde, aber sie können das nicht unbedingt für dem Mars sagen, weil er ein Planet ist, der aus anderen Materialien und Prozessen entstanden sein könnte als die Erde.
Eine zweite mögliche Erklärung für geringere Mengen an Kohlenstoff 13 ist die ultraviolette Umwandlung von Kohlendioxid in organische Verbindungen wie Formaldehyd.
Auf dem antiken Mars könnte es große Methanfahnen gegeben haben, die aus dem Untergrund freigesetzt wurden, wo die Methanproduktion energetisch günstig gewesen wäre. Das freigesetzte Methan wurde dann entweder von Mikroben an der Oberfläche verbraucht oder reagierte mit ultraviolettem Licht und wurde direkt an der Oberfläche abgelagert.
Den Forschern zufolge gibt es jedoch derzeit keine sedimentären Beweise für Oberflächenmikroben in der vergangenen Marslandschaft, so dass die in der Studie vorgestellte biologische Erklärung auf ultraviolettes Licht setzt, um das Kohlenstoff-13-Signal auf den Boden zu bringen.
Die Wissenschaftler von Curiosity werden weiterhin Kohlenstoffisotope messen, um zu sehen, ob sie eine ähnliche Signatur erhalten, wenn der Rover andere Orte besucht, die vermutlich gut erhaltene alte Oberflächen haben.
Um die biologische Hypothese mit methanproduzierenden Mikroorganismen weiter zu testen, möchte das Curiosity-Team den Kohlenstoffgehalt einer Methanfahne analysieren, die von der Oberfläche freigesetzt wird. Der Rover ist 2019 unerwartet auf eine solche Fahne gestoßen, aber es lässt sich nicht vorhersagen, ob das noch einmal passieren wird.
Der Mars ist einzigartig, weil er vor 4,5 Milliarden Jahren mit einer anderen Mischung von Kohlenstoffisotopen als die Erde begonnen hat. Der Mars ist kleiner, kühler, hat eine geringere Schwerkraft und andere Gase in seiner Atmosphäre. Außerdem könnte sich der Kohlenstoff auf dem Mars im Kreislauf befinden, ohne dass Leben im Spiel ist.
Ansonsten weisen die Forscher darauf hin, dass diese Studie dem Team hinter dem
NASA-Rover Perseverance Hinweise darauf gibt, welche Arten von Proben am besten zu sammeln sind, um die Kohlenstoffsignatur zu bestätigen und endgültig festzustellen, ob sie von Leben stammt oder nicht. Perseverance sammelt Proben von der Marsoberfläche für eine mögliche spätere Rückkehr zur Erde bestimmt sind.
Quellen:
https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-curiosity-rover-measures-intriguing-carbon-signature-on-marshttps://phys.org/news/2022-01-newly-carbon-yield-clues-ancient.htmlhttps://www.nasa.gov/jpl/msl/pia19086Kohlenstoff-Isotopehttps://www.internetchemie.info/chemische-elemente/kohlenstoff-isotope.php Beste Grüße Gertrud
