Gibt es Leben auf dem Mars?

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2013 ist es so weit – dann wird die "ExoMars"-Mission der europäischen Raumfahrtbehörde ESA starten. Mit an Bord ist Urey, ein hochsensibler Detektor für organisches Material. Das Gerät wurde von der NASA und der University of California in Berkeley entwickelt und soll auf dem roten Planeten nach Spuren von Leben suchen – und zwar in Form von Aminosäuren.

Urey sitzt dabei auf einem solargetriebenen Rover, der außerdem die genauen Umweltbedingungen auf dem Mars messen soll. Zwei Komponenten wären notwendig, damit es Leben auf dem Mars geben könnte. Die eine ist Wasser. Die andere sind organische Komponenten wie Amino- und Nukleinsäuren, die in DNA und RNA stecken. Das Wasser ist gefunden. "Wir haben inzwischen klare Beweise dafür, dass es früher und auch heute noch Wasser auf dem Mars gibt", erklärt Jeffrey Bada, der das Urey-Projekt leitet. Eine kürzlich in "Science" veröffentlichte Studie besagt denn auch, dass Wasser am Südpol des Planeten in durchaus größeren Mengen vorhanden ist. Es ist in Form von Eis gebunden und würde im geschmolzenen Zustand den gesamten Planeten mit einer Wasserschicht von zehn Metern überziehen. Fänden sich nun auch noch organische Bausteine auf dem Planeten, wäre es also tatsächlich möglich, dass dort Leben existierte oder noch immer existiert.

Beweise dafür gibt es noch nicht. 1976 testete die NASA dies erstmals bei der "Viking"-Mission mit Hilfe eines Massenspektrometers und konnte nur ein negatives Ergebnis nach Hause funken lassen: "Dabei wurde die Oberfläche des Planeten aber nur angekratzt", meint Bada. Die beiden Landefahrzeuge gruben gerade einmal zehn Zentimeter unter die Marsoberfläche. Bada, der auch Professor für Meereschemie an der University of California in San Diego ist, nimmt an, dass die hohe Strahlung und die sonstigen Umweltbedingungen auf dem Planeten aber dafür gesorgt hätten, dass jede Spur organischer Bestandteile in dieser geringen Tiefe zerstört worden wären. Der ExoMars-Rover besitzt deshalb nun einen Bohrer, der bis zu zwei Meter tief in die Erde graben kann. Von dort holt er dann Proben zur Analyse hervor.

Der Detektor Urey funktioniert in der ersten Stufe nach einem ähnlichen Prinzip wie eine Espresso-Maschine: Die Probe wird unter hohen Temperaturen und mit hohem Druck mit Wasser durchtränkt. Das Wasser führt der ExoMars-Rover in einem eigenen Tank von der Erde mit. Das Ergebnis ist ein Gebräu, das dann in einem Ofen erhitzt werden muss, um das Wasser zu verdampfen. Übrig bleiben nur noch Spuren möglicherweise organischer Bausteine vom Mars. Diese Spuren werden dann ein zweites Mal unter enormem Druck erhitzt und dann verdampft. Ein so genannter "Cool Finger", ein kalter Stab mit fluoreszierenden Markern, führt dann die erste Erkennung durch: Jeder organische Bestandteil, der hier enthalten ist, kondensiert darauf und wird mit einem Laser erfasst.

Aber das war noch nicht alles. Die entdeckten organischen Bestandteile werden dann vom "Cool Finger" abgezogen und in eine Lösung gegeben. Diese läuft durch einen sehr kleinen Kanal. Ein hier angelegtes elektrisches Feld separiert die Bestandteile dann nochmals nach molekularer Masse. Danach wird die Position jedes einzelnen Bestandteils mit Laserlicht gelesen. All diese Daten werden anschließend zur Erde zurückgefunkt, wo sie dann ausgewertet werden.

Aminosäuren existieren entweder in rechtsdrehender oder linksdrehender Form. Wie menschliche Hände sind sie dabei jeweils ein Spiegelbild des anderen. Wenn Forscher Aminosäuren im Labor aus Rohmaterialien zusammensetzen (Wasser und Ammoniak), ergibt sich immer eine 50:50-Verteilung zwischen links- und rechtsdrehender Variante. Das Leben auf der Erde zeichnet sich allerdings dadurch aus, dass es nur linksdrehende Aminosäuren nutzt. Einen wirklichen Grund dafür gibt es nicht, erklärt Bada, aber es sei eine Tatsache, die das Leben auf der Erde ausmacht. "Das ist letztlich wohl Zufall gewesen."

Sollten auf dem Mars Aminosäuren in 50:50-Konfiguration entdeckt werden, wäre dies ein Zeichen dafür, dass es trotz entsprechender Konditionen derzeit kein Leben auf dem Mars gibt, glaubt Allen Farrington, der das Urey-Projekt beim Jet Propulsion Lab der NASA betreut. Eine starke Abweichung von dieser Zusammensetzung könnte aber für Leben auf dem Mars (oder zumindest kürzlich ausgestorbenes Leben) sprechen. Das eindeutigste Resultat wäre wohl die Entdeckung von hauptsächlich rechtsdrehenden Aminosäuren durch Urey. Es würde bedeuten, dass das Leben auf dem roten Planten vollkommen unabhängig vom Leben auf der Erde ist (oder war). Fänden sich hingegen hauptsächliche linksdrehende Aminosäuren, wäre dies schon etwas mysteriöser. Dann könnte es sich entweder um einen Zufall handeln – oder aber ein natürlicher Zusammenhang zwischen Mars und Erde bestehen. "Oder es könnte bedeuten, dass wir eigentlich Marsianer sind oder das Leben auf dem Mars von der Erde stammt", so Bada. Die zwei Planeten tauschen schließlich Meteoriten aus – und es ist außerdem möglich, dass frühere Mars-Missionen den Planeten mit Erdmikroben kontaminiert haben könnten.