25.09.2005 / Autor: Claudia Michalecz Astronomie > Sonnensystem

Auf der Suche nach Leben

Dies ist die Fortsetzung von Pamela Conrads Arbeit über die Suche von außerirdischen Leben und wie man die Suche mit Hilfe unseres Heimatplaneten verbessern und erleichtern kann.

Pamela Conrad reiste zu den Enden unserer Erde um das Leben zu studieren. Conrad erschien kürzlich in James Camerons 3-D Dokumentation "Aliens of the Deep", wo sie und verschiedene andere Wissenschaftler seltsame Kreaturen, die den Boden des Ozeans bewohnen, untersuchten. Im zweiten Teil des Artikels erklärt Conrad wie ihre Arbeit in den Eiswüsten die Suche nach Außerirdischen unterstützen könnte. "Wenn wir Leben auf dem Mars finden, und dieses Leben lebt in den Steinen, wie würden wir es erforschen? Die Antwort kann nicht beantwortet werden, bevor nicht zuerst einige Experimente auf der Erde gemacht werden. Und das ist was wir in der Arktis und der Antarktis machen."

In der Arktis wird ein etwa 150 bis 200 Tausend Jahre alter Vulkan, bestehend aus ausgetrocknetem Basalt, untersucht. Besonders der getrocknete Basalt ist sehr interessant. Es enthält Mineralien, welche einigen unerwarteten Mineralien im umstrittenen Martian Meteroid, von welchem gesagt wird, dass er fossiles Leben enthält, sehr ähnlich sehen. In der Arktis, genauer gesagt Svalbard in Norwegen, gibt es Eisbären, weswegen der Reise in die Arktis mit einem halbtägigen Schusstraining begonnen wurde – natürlich nur zur Verteidigung. In der Antarktis gibt es keine Eisbären, jedoch ist das reichliche Meeresleben vielseitig. Bei McMurdo Base gibt es Pinguine, da sind Vögel bekannt als Skua und da sind Paare von verschiedenen Arten von Robben. Sie entschieden sich für einen Platz in den Ebenen von McMurdo, als Battleship Promontory bezeichnet. Die Felsen dort sind Sandgestein und befanden sich ursprünglich unter Wasser. In den Felsen gedeihen Schichten von Gemeinschaften von Mikroben. Sie gefrieren währen des Winters und werden von den Sonnenstrahlen des Sommers wieder aufgetaut und kommen zurück ins Leben. Der Sommer schafft als größte Hitze nur bis zu 10 Grad Celsius.

NASAs Strategie um nach Leben zu suchen sieht vor einen schnellen Blick in die Runde zu werfen und eine große Menge an Informationen zu verarbeiten. Wenn etwas Interessantes entdeckt wird, wird vielleicht etwas mehr Zeit investiert und vorsichtiger und mit größerer Auflösung untersucht. Sie wollen nichts wirklich Zerstörendes zuerst machen, um auf keinen Fall das Objekt der Untersuchung zu zerstören. Man will so minimal-invasiv wie möglich sein. Gegenteiliges würde man beispielsweise erreichen, wenn man einen Hammer nimmt und den Stein in Stücke schlägt um sich das Innere anzusehen. Man könnte die Gesamtstruktur, die Geomorphologie, des Steines nicht mehr verstehen. Also wenn man nach Leben in einem Stein forscht und nicht destruktiv sein will, darf man den Stein nicht aufknacken und hineinschauen. Deswegen müssen Hinweise auf Leben an der Oberfläche des Steines zu finden sein.

Porphyrine sind eine allgegenwärtige Klasse von natürlich vorkommenden Komponenten mit vielen wichtigen biologischen Repräsentanten, beispielsweise Chlorophyll (das Blattgrün). Jedes Leben hat eine Art von elektronischen Fluss oder Energieverkabelungssystem. Die gewöhnliche Art auf der Erde basieren auf Porphyrinen, welche eine sehr spezielle Gestallt haben. Conrads Team hätte gerne Proben vom Mars auf Erde, jedoch wissen sie derzeit nicht wie sie das machen können. Das ganze wird in der Zukunft ein großes Projekt werden, von der Entwicklung der Technologie für die Arbeit, über der sicheren Landung und Sammlung der Proben bis zum Rücktransport derselbigen. Auch wenn spekuliert wird, Menschen zu dieser Mission zu schicken, ist sich Conrad sicher, dass sie nicht auf den Mars gehen wird. Sie forscht weiter an allen kalten Plätzen, die sie erreichen kann. "Zurzeit konzentriere ich mich auf Dinge die uns vielleicht auf die Arten von Sonnensystemforschung, welche wir gerade machen, vorbereiten: Ausschicken eines Raumschiffes, es landen und ein Experiment machen", erklärte sie.



An solchen Stellen, wie hier der Mars Südpol, könnten Lebensformen bis heute noch existieren (Bild: NASA)
Sie und ihr Team entwickelt Strategien zur Entdeckung von Leben, die einerseits nicht destruktiv sind und andererseits schnell. Sie untersuchen die Landschaft mit Gerätschaften, welche so wenig wie möglich eingreifen, suchen nach Kontrasten in der Chemie des Steines und der Chemie von Organismen, welche vielleicht auf dem Stein vorkommen. Die Eiswüsten bieten dabei eine vergleichbarste Umgebung zum Mars, der Mars ist noch viel trockener und kälter, und sind somit die beste Arbeitsumgebung auf der Erde. Sie arbeiten dabei mit einer optischer Technik, der "laser-induced native fluorescence". Dabei werden sehr kurze Wellenlängen des Lichtes genommen, im ultravioletten Bereich, und ein einziger Punkt wird beleuchtet. Wenn dieser Punkt organische Molekühle aufweist, leuchtet der Punkt auf. Die Farbe in der der Punkt leuchtet, gibt an welche um Art von Molekühl es sich handelt, wie groß es ist und seine Komplexität. Besonders beeindruckend ist die Untersuchungsgeschwindigkeit, in 50 Mikrosekunden hat man ein Ergebnis. Auch wenn das ultraviolette Licht zerstörend wirken kann, erzeugt die Technik nur eine kurze Druckwelle, ist also eine sehr minimale Zerstörungskraft und betrifft lebende Objekte nicht. "Die Mikroben, die wir durch diese Methode entdeckt haben, sterben nicht", bestätigte Conrad. Die Maschine ist von der Größe einer Schuhschachtel und kann damit überall hin mitgenommen werden, wo nach Leben geforscht werden soll.

Das Gerät wurde in der Arktis wurde bei der Untersuchung von Spalten angewendet, um nach Proben zu suchen, für die es sich lohnte diese ins Labor mitzunehmen. Weiters verwendete Conrad und ihr Team die Technik für Forschung unter Wasser. In der Antarktis leben die Organismen in speziellen Arten von Steinen, welche in Zwischenräumen Wasser festhalten um nicht auszutrocknen. Der Stein absorbiert auch die Hitze und bietet so einen Ausgleich der Hitzeschwankungen von außerhalb. Das Material des Steines wird ebenso transparent im ultravioletten Licht. Es gibt verschiedene Arten von Organismen, die in dem Stein leben. Nur etwa einen Zentimeter unterhalb der Oberfläche, leben Organismen in den feinen Spalten des Steines, es lassen sich jedoch auch chemische Hinweise einige Zentimeter tiefer in den Stein verfolgen. Einige Arten von Organismen leben nicht in den Spalten, sie siedeln in Einrissen am Stein. Sie arbeiten ähnlich wie Pflanzen und verarbeiten Arten von Ionen, jedoch ohne Photosynthese, womit sie kein Licht benötigen und tiefer im Stein leben können. Die Chemie des Steines bestimmt die tatsächliche Tiefe genauso wie die Größe der Organismen.

"Man kann die Unterschiede zwischen einer Bakterie und einer anderen mit unserem Instrument sagen, weil unterschiedliche Chemikalien auf der Oberfläche der Organismen sind. Schon die Verwendung von Fluoreszenz kann einem den Unterschied zwischen den Grundtypen von Bakterien sagen.", erzählte Conrad. "Eines der coolen Dinge bei der Suche nach mikrobischen Leben auf der Erde ist, dass Mikroben überall vorkommen. Die meiste Artenvielfalt auf der Erde ist mikrobisch. … Wenn wir daran denken nach Fossilien von vergangenem Leben zu suchen, tendieren wir dazu an Dinge wie Dinosaurierknochen zu denken. Astrobiologen glauben nicht wirklich daran Dinosaurier auf dem Mars zu finden. … Es lässt sich jedoch fossile Strukturen in Steinen finden, erzeugt von Organismen, welche sich in der Ablagerung befanden, als es versteinert wurde. Man kann ebenso versuchen chemische Fossilien zu finden, welche anzeigen, dass es an diesem Ort Leben gegeben hat. Da sind einige Chemikalien, welche aus sehr großen Molekühlen bestehen, welche sehr hart und widerstandsfähig sind. Wir müssen nur klug genug sein um die Chemikalien, die zum Stein gehören von den Chemikalien, welche zu lebenden Dingen gehören, zu unterscheiden."
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