Ein Abschnitt des Mars-Meteoriten ALH84001. Bildnachweis: NASA / JPL. klicken um zu vergrößern
Die aktuelle Durchschnittstemperatur am Äquator des Mars beträgt stürmische -69 Grad Fahrenheit. Wissenschaftler haben lange gedacht, dass der Rote Planet einst so gemäßigt war, dass Wasser an der Oberfläche existiert und sich dort möglicherweise Leben entwickelt hat. Eine neue Studie von MIT- und Caltech-Wissenschaftlern gibt dieser Idee jedoch die kalte Schulter.
In der Ausgabe vom 22. Juli der Zeitschrift Science berichten MIT-Assistenzprofessor Benjamin Weiss und der Doktorand des California Institute of Technology, David Shuster, dass ihre Studien über Marsmeteoriten zeigen, dass mindestens mehrere Gesteine, die sich ursprünglich in der Nähe der Marsoberfläche befanden, seit 4 Jahren eiskalt waren Milliarden Jahre.
Ihre Arbeit ist ein neuartiger Ansatz zur Gewinnung von Informationen über das vergangene Marsklima durch die Untersuchung von Marsmeteoriten.
Tatsächlich deuten die Beweise darauf hin, dass der Mars in den letzten 4 Milliarden Jahren noch nie so warm war, dass flüssiges Wasser über längere Zeiträume an die Oberfläche geflossen ist. Der Mars hatte daher wahrscheinlich nie eine für die Entwicklung des Lebens gastfreundliche Umgebung - es sei denn, das Leben begann in den ersten halben Milliarden Jahren seines Bestehens, als der Planet wahrscheinlich wärmer war.
Die Arbeit umfasst zwei der sieben bekannten „Nakhlit“ -Meteoriten (benannt nach El Nakhla, Ägypten, wo der erste derartige Meteorit entdeckt wurde) und den berühmten ALH84001-Meteoriten, von dem einige Wissenschaftler glauben, dass er Hinweise auf mikrobielle Aktivität auf dem Mars zeigt. Unter Verwendung geochemischer Techniken rekonstruierten Shuster und Weiss für jeden der Meteoriten eine „thermische Vorgeschichte“, um die maximalen langfristigen Durchschnittstemperaturen abzuschätzen, denen sie ausgesetzt waren.
"Wir haben Meteoriten auf zwei Arten betrachtet", sagte Weiss vom Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences des MIT. "Zuerst haben wir untersucht, was die Meteoriten vor 11 bis 15 Millionen Jahren beim Auswurf vom Mars erlebt haben könnten, um im schlimmsten Fall eine Obergrenze für die Temperaturen für die Schockerwärmung festzulegen."
Sie kamen zu dem Schluss, dass ALH84001 in den letzten 15 Millionen Jahren nicht einmal für kurze Zeit auf eine Temperatur von mehr als 650 Grad Fahrenheit erhitzt werden konnte. Es war unwahrscheinlich, dass die Nakhliten, die nur sehr wenige Anzeichen von Schockschäden aufweisen, vor 11 Millionen Jahren beim Auswerfen über dem Siedepunkt von Wasser lagen.
Diese Temperaturen sind immer noch ziemlich hoch, aber die Forscher haben auch die langfristige thermische Geschichte der Gesteine auf dem Mars untersucht. Zu diesem Zweck schätzten die Wissenschaftler die Gesamtmenge an Argon, die noch in den Proben verbleibt, anhand von Daten, die zuvor von zwei Teams an der Universität von Arizona und dem Johnson Space Center der NASA veröffentlicht wurden.
Argongas ist in den Meteoriten sowie in vielen Gesteinen der Erde als natürliche Folge des radioaktiven Zerfalls von Kalium vorhanden. Als Edelgas ist Argon chemisch nicht sehr reaktiv, und da die Zerfallsrate genau bekannt ist, datieren Geologen Gesteine seit Jahren durch Messung ihres Argongehalts.
Es ist jedoch auch bekannt, dass Argon mit einer temperaturabhängigen Geschwindigkeit aus Gesteinen „austritt“. Dies bedeutet, dass, wenn das in den Gesteinen verbleibende Argon gemessen wird, ein Rückschluss auf die maximale Wärme gezogen werden kann, der das Gestein seit der ersten Herstellung des Argons ausgesetzt war. Je kühler der Stein war, desto mehr Argon wird er behalten haben.
Die Analyse von Shuster und Weiss ergab, dass nur ein winziger Teil des Argons, das ursprünglich in den Meteoritenproben produziert wurde, im Laufe der Äonen verloren gegangen ist. „Der geringe Argonverlust, der anscheinend bei diesen Meteoriten aufgetreten ist, ist bemerkenswert. Wie wir es auch sehen, diese Felsen waren sehr lange kalt “, sagt Shuster. Ihre Berechnungen legen nahe, dass die Marsoberfläche in den letzten 4 Milliarden Jahren größtenteils tiefgefroren war.
„Die Temperaturverläufe dieser beiden Planeten sind wirklich unterschiedlich. Auf der Erde konnte man keinen einzigen Stein finden, der so lange unter Raumtemperatur lag “, sagt Shuster. Tatsächlich konnte der Meteorit ALH84001 in den letzten 3,5 Milliarden Jahren der Geschichte nicht länger als eine Million Jahre über dem Gefrierpunkt liegen.
„Unsere Forschung bedeutet nicht, dass es in geothermischen Quellen über lange Zeiträume keine isolierten Wassertaschen gab, sondern legt nahe, dass es seit 4 Milliarden Jahren keine großen Flächen mit freistehendem Wasser mehr gab.
„Unsere Ergebnisse scheinen darauf hinzudeuten, dass Oberflächenmerkmale auf das Vorhandensein und den Fluss von flüssigem Wasser hinweisen, das sich über relativ kurze Zeiträume gebildet hat“, sagt Shuster.
Positiv für die Astrobiologie ist jedoch, dass die neue Studie die Theorie der „Panspermie“, die besagt, dass das Leben durch Meteoriten von einem Planeten zum anderen springen kann, nicht widerlegt. Als Weiss und sein leitender Professor Joseph Kirschvink vor einigen Jahren als Doktorand bei Caltech waren, zeigten sie, dass Mikroben in den Haarrissen von ALH84001 tatsächlich vom Mars zur Erde hätten reisen können, ohne durch Hitze zerstört zu werden. Insbesondere die Tatsache, dass die Nakhliten nie über etwa 200 Grad Fahrenheit erhitzt wurden, bedeutet, dass sie während des Ausstoßes vom Mars und der Übertragung auf die Erde nicht hitzesterilisiert wurden.
Diese Arbeit wurde von der NASA und der National Science Foundation gesponsert.
Originalquelle: MIT-Pressemitteilung
