Schwefel könnte die Atmosphäre des Mars lebensfreundlicher gemacht haben.

Die frühe Atmosphäre des Mars könnte aufgrund der vulkanischen Aktivität, die Schwefelgase ausstieß, die zum Treibhauseffekt beitrugen, Leben begünstigt haben.

Anhand von Daten zur Zusammensetzung von Marsmeteoriten führten Forscher der University of Texas in Austin über 40 Computersimulationen mit unterschiedlichen Temperaturen, Konzentrationen und chemischen Eigenschaften durch, um abzuschätzen, wie viel Kohlenstoff-, Stickstoff- und Schwefelgase auf dem frühen Mars ausgestoßen worden sein könnten . Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie in Science Advances .

Anstelle der hohen Konzentrationen von Schwefeldioxid (SO2), die von früheren Marsklimamodellen vorhergesagt wurden, zeigen ihre Untersuchungen, dass die vulkanische Aktivität auf dem Mars vor etwa 3 bis 4 Milliarden Jahren möglicherweise hohe Konzentrationen verschiedener chemisch „reduzierter“ Formen von Schwefel erzeugt hat , die hochreaktiv sind.

Dazu gehören Natriumsulfid (H2S), Disulfid (S2) und möglicherweise Schwefelhexafluorid (SF2), ein extrem starkes Treibhausgas.

Laut der Hauptautorin Lucía Bellino, einer Doktorandin an der Fakultät für Geowissenschaften, könnte dies eine einzigartige Marsumgebung geschaffen haben, die bestimmte Lebensformen beherbergen kann.

„ Das Vorhandensein von reduziertem Schwefel könnte eine dunstige Umgebung geschaffen haben, die die Bildung von Treibhausgasen wie SF6 begünstigt , die Wärme und flüssiges Wasser einschließen“, sagte Bellino in einer Erklärung. „Ausgasende Schwefelspezies und Redoxbedingungen finden sich auch in hydrothermalen Systemen auf der Erde, die vielfältiges mikrobielles Leben beherbergen.“

Frühere Studien des Mars untersuchten, wie sich die Freisetzung von Gasen an der Oberfläche, häufig durch Vulkanausbrüche, auf die Atmosphäre des Planeten ausgewirkt haben könnte. Im Gegensatz dazu simulierte diese Studie, wie sich Schwefel im Laufe geologischer Prozesse veränderte und wie er sich von anderen Mineralien trennte, als er in Magmaschichten unter der Planetenkruste eingelagert wurde. Dies ist wichtig, da es einen realistischeren Einblick in den chemischen Zustand des Gases vor seiner Freisetzung an der Oberfläche bietet, wo es die anfänglichen Klimabedingungen des Mars beeinflussen könnte .

Die Studie ergab auch, dass der Schwefel möglicherweise häufig seine Form verändert hat. Während Marsmeteoriten hohe Konzentrationen an reduziertem Schwefel aufweisen, enthält die Marsoberfläche Schwefel, der chemisch an Sauerstoff gebunden ist.

„Dies deutet darauf hin, dass der Schwefelzyklus (der Übergang von Schwefel in verschiedene Formen) ein dominierender Prozess auf dem frühen Mars gewesen sein könnte“, sagte Bellino.

Letztes Jahr, während das Team mitten in seinen Untersuchungen steckte, machte die NASA eine Entdeckung, die ihre Erkenntnisse zu stützen schien. Der Rover Curiosity rollte über einen Felsen und brach ihn auf, wodurch elementarer Schwefel freigelegt wurde. Obwohl der Mars für seinen Reichtum an Schwefelmineralien bekannt ist, war dies das erste Mal, dass dieses Mineral in reinem Zustand, ohne Sauerstoff, gefunden wurde.

„Wir waren sehr aufgeregt, als wir die Nachricht von der NASA und die große Menge an elementarem Schwefel hörten“, sagte Chenguang Sun, Bellinos Betreuer und Assistenzprofessor am Institut für Erd- und Planetenwissenschaften der Jackson School of Science. „Eines der wichtigsten Ergebnisse unserer Forschung ist, dass S2 bei der Emission als elementarer Schwefel ausfällt .“ Zu Beginn unseres Projekts waren ähnliche Beobachtungen unbekannt.

Im weiteren Verlauf wird das Team seine Computersimulationen nutzen, um weitere Prozesse zu untersuchen, die für die Erhaltung des Lebens auf dem Mars von entscheidender Bedeutung gewesen sein könnten. Dazu gehört die Frage, woher das Wasser auf dem frühen Mars stammte und ob vulkanische Aktivitäten ein großes Wasserreservoir auf der Oberfläche des Planeten geschaffen haben könnten . Sie wollen außerdem herausfinden, ob reduzierte Formen von Schwefel in einem frühen Klima, das den hydrothermalen Systemen auf der Erde ähnelt, als Nahrungsquelle für Mikroben gedient haben könnten.

Der Mars ist weit von der Sonne entfernt und derzeit mit einer Durchschnittstemperatur von -62 Grad Celsius typischerweise kalt. Bellino hofft, dass Klimamodellierer mithilfe der Forschung ihres Teams vorhersagen können, wie warm das frühe Klima des Mars gewesen sein könnte und, falls Mikroben vorhanden waren, wie lange diese in einer wärmeren Atmosphäre existiert haben könnten.