Freitag, 16. Dezember 2011

Forscher entdecken Leben unter marsähnlichen Umweltbedingungen in irdischer Lavaröhre

Der Eingang zur Lavaröhre am Newbury Krater in Oregon. | Copyright: Amy Smith, Oregon State University

Corvallis/ USA - Im Innern einer Lavaröhre im Newbury Krater in den Casacade Mountains im US-Bundesstaat Oregon, haben US-Forscher Mikroben entdeckt, die dort unter Bedingungen existieren und gedeihen, wie sie mit den Umweltbedingungen auf dem Mars zu vergleichen sind.

Die entdeckten Mikroben gedeihen problemlos unter Temperaturen nahe dem Gefrierpunkt und angesichts eines niedrigen Sauerstoffgehalts. Da den Kleinstlebewesen hier keine organische Nahrung zur Verfügung steht, basiert ihr Stoffwechsel auf der Oxidation von Eisen aus Olivin – ein im vulkanischen Gestein der Lavaröhre vorkommenden Mineral. Vor diesem Hintergrund vermuten die Forscher um Amy Smith, Martin Fisk und Radu Popa von der Oregon State University (OSU), dass die entdeckten Mikroben unter ähnlichen Umständen also auch auf und besonders unterhalb der Marsoberfläche und auf anderen Himmelskörpern existieren könnten.

Lavaröhren entstehen, wenn sich die oberste Schicht eines Lavaflusses verfestigt, während das Innere weiterhin abfließt und schlussendlich die erkaltete Röhre zurücklässt.

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"Die Mikroben in der Lavaröhre in Oregon gehören zu der am häufigsten vorkommenden Gattung von Bakterien auf der Erde", erläutert Smith. "Verwandte dieser Gattung finden sich etwa in Höhlen, auf unserer Haut und am Grunde des Ozeans – geradezu überall. Was die Mikroben in der Lavaröhre jedoch von allen anderen unterscheidet, ist der Umstand, dass sie unter marsartigen Bedingungen existieren können."

Im Labor haben die Wissenschaftler zudem gezeigt, dass dieselben Mikroorganismen auch unter gewöhnlichen Bedingungen gedeihen und sich dann von organischem Material ernähren. Erst wenn die Lebensbedingungen auf Mars-Niveau heruntergefahren werden, beginnen sie mit dem Verzehr des Eisens im Olivin des Gesteins. Ihre Ergebnisse haben die Wissenschaftler aktuell im Fachmagazin "Astrobiology" veröffentlicht.

"Eine solche Reaktion konnte bislang noch nicht dokumentiert werden", so Fisk. "Wird vulkanisches Gestein der Luft und gemäßigten Temperaturen ausgesetzt, so lässt der Sauerstoff das Eisen darin oxidieren, noch bevor Mikroben es verzehren können. In der Lavaröhre hingegen, wo die Bakterien von Eis bedeckt und so von der Atmosphäre abgeschirmt sind, kommen sie dem Sauerstoff zuvor. Wurden diese Bedingungen im Labor reproduziert – zeigten die Mikroben exakt das beschriebene Verhalten."

Ähnliche, wenn auch strengere Bedingungen, so die Forscher, könnten auch auf der Marsoberfläche existieren. Tatsächlich konnte Fisk bei der Untersuchung des Mars-Meteoriten ALH84001 Risse entdecken, die Rissen in Gestein aus der Lavaröhre im Newbury Krater gleichen und auf einen Eisenkonsum durch Mikroben hindeuten könnten.

"Auch wenn wir in unserer Studie nicht exakt die unwirtlichen Bedingungen an der Marsoberfläche reproduziert haben - auf dem Mars ist es deutlich kälter, der Sauerstoffgehalt ist noch niedriger als in der Lavaröhre in Oregon und es gibt kein flüssiges Wasser - so gehen viele Wissenschaftler, dass es im wärmeren Untergrund des Marsbodens Wasser in flüssiger Form gibt", so Fisk. "Unsere Studie reproduziert also die Marsbedingungen nicht zu 100 Prozent aber sie zeigt, dass Bakterien unter ähnlichen Bedingungen existieren können. (...) Wir wissen durch direkte Untersuchungen aber auch durch Satellitenbeobachtungen, dass sich Olivine auch im Marsgestein finden."

"Als die Temperaturen und der atmosphärische Druck auf dem Mars noch höher waren, könnten Ökosysteme existiert haben, deren Grundlage diese Art von Bakterien waren", fügt Popa hinzu. "Die biologischen Fingerabdrücke, die diese Bakterien in den Mineraloberflächen hinterlassen haben, könnten dabei helfen, die Frage zu beantworten, ob es einst auch auf dem Mars Leben gab."

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / oregonstate.edu / hdl.handle.net
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