Marsoberfläche. Bildnachweis: NASA Zum Vergrößern anklicken
Eine Studie der University of California in Berkeley über methanproduzierende Bakterien, die am Boden der zwei Meilen dicken Eisdecke Grönlands gefroren sind, könnte Wissenschaftler bei der Suche nach einem ähnlichen Bakterienleben auf dem Mars unterstützen.
Methan ist ein Treibhausgas, das in der Atmosphäre der Erde und des Mars vorhanden ist. Wenn eine Klasse antiker Mikroben namens Archaea die Methanquelle des Mars ist, wie einige Wissenschaftler vorgeschlagen haben, sollten unbemannte Sonden an der Marsoberfläche in Tiefen nach ihnen suchen, in denen die Temperatur etwa 10 Grad Celsius (18 Grad Fahrenheit) wärmer ist als Laut dem leitenden Forscher der UC Berkeley, P. Buford Price, einem Professor für Physik, wurde dies an der Basis der grönländischen Eisdecke gefunden.
Dies wären mehrere hundert Meter - etwa 1.000 Fuß - unter der Erde, wo die Temperatur etwas wärmer als das Gefrieren ist und solche Mikroben durchschnittlich etwa einen pro Kubikzentimeter oder etwa 16 pro Kubikzoll betragen sollten.
Während Price nicht erwartet, dass bald eine Mission zum Mars mehrere hundert Meter unter der Oberfläche bohren wird, könnten Methanogene (Methan erzeugende Archaeen) genauso gut um Meteorkrater herum nachgewiesen werden, in denen Gestein aus dem tiefen Untergrund geworfen wurde.
"Der Nachweis dieser Mikrobenkonzentration liegt in der Fähigkeit modernster Instrumente, wenn sie zum Mars geflogen werden könnten und wenn der Lander an einem Ort herunterfallen könnte, an dem Marsorbiter die höchste Methankonzentration festgestellt haben", sagte Price . „Auf dem Mars gibt es Unmengen von Kratern von Meteoriten und kleinen Asteroiden, die mit dem Mars kollidieren und Material aus einer geeigneten Tiefe aufwirbeln. Wenn Sie sich also am Rand eines Kraters umsehen und etwas Schmutz aufschöpfen, können Sie sie finden, wenn Sie dort landen, wo die Das aus dem Innenraum austretende Methan ist am höchsten. “
Price und seine Kollegen haben ihre Ergebnisse letzte Woche in der Early Online-Ausgabe der Zeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht und ihre Ergebnisse auf dem Treffen der American Geophysical Union in San Francisco in der vergangenen Woche vorgestellt.
Variationen der Methankonzentration in Eisbohrkernen, wie beispielsweise der 3.053 Meter lange Kern, der durch das Greenland Ice Sheet Project 2 erhalten wurde, wurden verwendet, um das vergangene Klima zu messen. In diesem Kern registrierten jedoch einige Segmente innerhalb von etwa 100 Metern oder 300 Fuß des Bodens Methanwerte, die zehnmal höher waren als aufgrund der Trends der letzten 110.000 Jahre zu erwarten.
Price und seine Kollegen haben in ihrer Arbeit gezeigt, dass diese anomalen Peaks durch das Vorhandensein von Methanogenen im Eis erklärt werden können. Methanogene kommen auf der Erde häufig an Orten vor, an denen kein Sauerstoff vorhanden ist, z. B. im Rum von Kühen. Sie könnten leicht durch Eis, das über den sumpfigen subglazialen Boden fließt, abgekratzt und in einige der unteren Eisschichten eingebaut worden sein.
Price und seine Kollegen fanden diese Methanogene in denselben fußdicken Segmenten des Kerns, in denen das überschüssige Methan in ansonsten klarem Eis in Tiefen von 17, 35 und 100 Metern (56, 115 und 328 Fuß) über dem Grundgestein gemessen wurde. Sie berechneten, dass die gemessene Menge an Archaea, gefroren und kaum aktiv, die beobachtete Menge an überschüssigem Methan im Eis hätte produzieren können.
"Wir fanden Methanogene genau in den Tiefen, in denen überschüssiges Methan gefunden worden war, und nirgendwo anders", sagte Price. "Ich denke, jeder würde zustimmen, dass dies eine rauchende Waffe ist."
Biologen der Pennsylvania State University hatten zuvor Eis mehrere Meter über dem Grundgestein analysiert, das aufgrund seines hohen Schlickgehalts dunkelgrau aussah, und Dutzende Arten von aeroben (sauerstoffliebenden) und anaeroben (sauerstoffphobischen) Mikroben identifiziert. Sie schätzten, dass 80 Prozent der Mikroben noch lebten.
Obwohl Methan in der Marsatmosphäre nachgewiesen wurde, hätte ultraviolettes Sonnenlicht die in etwa 300 Jahren beobachtete Menge abgebaut, wenn ein Prozess das Methan nicht wieder aufgefüllt hätte, so Price. Während die Wechselwirkung von kohlenstoffhaltiger Flüssigkeit mit Basaltgestein verantwortlich sein könnte, könnten Methanogene stattdessen Wasserstoff und Kohlendioxid unter der Oberfläche aufnehmen, um das Methan herzustellen, sagte er.
Wenn Methanogene verantwortlich sind, berechnete Price, dass sie in einer Konzentration von etwa einer Mikrobe pro Kubikzentimeter in einer Tiefe von mehreren hundert Metern auftreten würden, wo die Temperatur - etwa null Grad Celsius (32 Grad Fahrenheit) oder etwas wärmer - dies nur zulassen würde genug Stoffwechsel, damit sie am Leben bleiben, so wie es die Mikroben in der grönländischen Eisdecke tun.
Der größte Teil der Laborarbeiten wurde von H. C. Tung, einem Studenten der UC Berkeley, vom Department of Environmental Science, Policy and Management durchgeführt. Sie ist jetzt eine Doktorandin an der UC Santa Cruz. Mitautor der Arbeit war auch Nathan E. Bramall, ein Doktorand am Fachbereich Physik.
Die Arbeit wurde vom National Science Foundation Office of Polar Programs unterstützt.
Originalquelle: UC Berkeley Pressemitteilung
