Seit dem Nachweis von Methanvorkommen auf unserem Nachbarplaneten rätselt die Wissenschaft über dessen Ursprung: Anzeichen lebender Organismen oder Mitbringsel aus den Tiefen des Alls? Eine der bisher aussichtsreichsten Erklärungen muss zu den Akten gelegt werden.
Ein Beitrag von Lars-C. Depka. Quelle: Court et al., Lars-C. Depka. Vertont von Peter Rittinger.
Methylwasserstoff, dieses farb- und geruchslose Gas ist in molekularer Form im Universum weit verbreitet und als einer der ersten Atmosphärenbestandteile einiger extrasolarer Welten nachgewiesen.
Auch auf der Erde finden sich größere Mengen CH4 und ein Teil seines vielfältigen Ursprungs ist es, der es aus exobiologischer Sicht so bemerkenswert erscheinen lässt, denn es entsteht sowohl im Rahmen von geologischen, aber eben auch bei biologischen Prozessen. Im mikrobiellen Umsatz zeichnen sich auf der Erde besonders die Vertreter der Archaeen oder auch Archaebakterien aus, der bei ihnen in mehreren Stufen abläuft und letztlich Methan als Nebenprodukt dieser metabolen Aktivitäten freisetzt. In der Erdatmosphäre findet sich zum größten Teil Methangas mikrobiellen und zu einem geringeren Teil geochemischen Ursprungs.
Ob und in welcher Form CH4 als Nachweis von aktiver extraterrestrischer Stoffwechselaktivität herangezogen werden kann, ist ein kontrovers diskutiertes Thema und spaltet Befürworter und Gegner dieser These in zwei Lager. Ein in weiten Teilen populärer Erklärungsansatz der Methanvorkommen des Mars lässt sich indes wohl nicht mehr länger aufrecht erhalten.
(Bild: NASA)
Unter direktem solaren Strahlungseinfluss zerfällt Methan innerhalb überaus kurzer Zeitskalen von maximal einigen hundert Jahren und muss vor diesem Hintergrund entweder durch einen entsprechenden Mechanismus laufend aufgefüllt werden, oder aber seine Produktion erst kürzlich eingestellt worden sein.
Als auffüllende Ressource erhielt über die letzten Jahre hinweg die These der methanbringenden Meteoriten großen Zuspruch, wonach die auftretende Reibungshitze während des Atmosphärendurchflugs eine chemische Reaktion auslöst, welche zur Freisetzung von Methan und anderen Gasen in die Marsatmosphäre beiträgt.
Im Lichte einer neu angestellten numerischen Simulationsrechnung sowie spektroskopischer Untersuchungen im besonderen Hinblick auf verschiedenste infrarot-optische Eigenschaften allerdings, lässt sich diese Arbeitshypothese nicht mehr aufrecht erhalten, da die auf diese Weise erzielbaren Volumina nicht ausreichen, um die aktuelle Methankonzentration in der Planetenatmosphäre über die notwendigen Zeiträume hinweg beibehalten zu können. Unter Berücksichtigung der bekannten durchschnittlichen Meteoriten-Fallraten des Mars, lassen sich maximal 10 kg/Jahr des auf diese Weise produzierten Methangases annehmen, weit unterhalb der jährlich global benötigten 150 Tonnen.
Da der Gedanke des geochemischen Ursprungs des Marsmethans (z.B. durch vulkanische Aktivitäten) aus ähnlichen Gründen jüngst ebenfalls verworfen werden musste, reduzieren sich verbleibende Lösungsansätze auf nur noch zwei plausible Theorien: Entweder ist der Methangehalt des Mars vor metabolischen Gesichtspunkten zu sehen, oder aber das CH4 ist ein reaktantes Nebenprodukt chemischer Vorgänge zwischen Vulkangestein und Wasser. Denn sofern in Wasser gelöstes Kohlendioxid mit Silikaten bzw. Inselsilikaten, den sogenannten Olivinen, in Kontakt kommt, entsteht aus dieser Verbindung Wasserstoff, der wiederum mit dem vorhandenen Kohlendioxid reagiert und als Resultat CH4 hervorbringt. In der Gegenwart von Wasser und CO2 werden Minerale auf dem Mars also in der Form verändert, dass eine auf diese Weise stattfindende Methanproduktion ebenfalls denkbar wird.
Mit diesen nunmehr zwei verbliebenen Hypothesen lassen sich auch die Planungen des jetzt für 2018 (allerdings schon häufiger verschobenen) erwarteten NASA/ESA-Marsexperimentes im Rahmen der ExoMars-Kampagne zum Methanursprung weitergehend konkretisieren.
Die Liste der möglichen Methanquellen für den Mars wird also kleiner und kleiner. Und spannenderweise verbleibt extraterrestrisches Leben weiterhin als Option auf ihr.
