Ein rötlicher Marsstein mit hellen Flecken und dunklen Rändern liefert einen der bislang stärksten Hinweise auf mögliches früheres Leben auf dem Roten Planeten. In den auffälligen Strukturen fand der Rover Perseverance zwei Eisenminerale zusammen mit organischem Kohlenstoff. Auf der Erde können Mikroben solche Minerale durch ihren Stoffwechsel bilden. Die Entdeckung gilt als potenzielle Biosignatur – ein Lebensnachweis ist sie ausdrücklich nicht.
Der Fund stammt aus dem Jezero-Krater, in dem der NASA-Rover Perseverance seit 2021 einen ehemaligen See und dessen Zuflüsse untersucht. Im Juli 2024 analysierte das Fahrzeug einen rötlichen Schlammstein, den das Team „Cheyava Falls“ nennt. Er liegt in der Formation „Bright Angel“ am Rand des alten Flusstals Neretva Vallis. Aus dem Gestein entnahm der Rover anschließend einen Bohrkern, der den Namen „Sapphire Canyon“ erhielt und bis heute im Fahrzeug aufbewahrt wird.
Die auffälligen Flecken waren zunächst vor allem ein ungewöhnliches Oberflächenmerkmal. Messungen mit den Instrumenten PIXL und SHERLOC machten daraus einen wissenschaftlich besonders interessanten Fund: In den Flecken und ihren Rändern sitzen Mineralphasen, die auf der Erde häufig mit chemischen Reaktionen unter Beteiligung von Mikroorganismen verbunden sind. NASA bezeichnete die Kombination in ihrer Mitteilung zum Fund als eine potenzielle Biosignatur. Der damalige amtierende Behördenchef Sean Duffy sprach bei der Vorstellung von der bislang größten Annäherung an eine Entdeckung von Leben auf dem Mars.
Cheyava Falls ist ein feinkörniger, rostrot bis bräunlich gefärbter Schlammstein. Auf seiner Oberfläche liegen kleine helle Bereiche, die von dunklen Rändern eingefasst werden. Das Wissenschaftsteam gab ihnen wegen ihres Musters den Spitznamen „Leopardenflecken“. Die einzelnen Strukturen sind nur ungefähr 200 Mikrometer bis einen Millimeter groß. Damit reichen sie von der Größenordnung feiner Staubkörner bis zu einem winzigen Sandkorn.
Die Form der Flecken ist für ihre Deutung wichtig. Ihre dunklen Ränder umschließen hellere Kerne, und die Muster liegen nicht wie gewöhnliche Sedimentkörner in einer ursprünglichen Ablagerungsschicht. Vielmehr sprechen ihre unregelmäßigen Konturen dafür, dass chemische Veränderungen direkt im bereits abgelagerten Schlamm stattfanden. Geologen bezeichnen solche Kontaktzonen, an denen Stoffe umgewandelt und neu verteilt werden, als Reaktionsfronten.
PIXL untersuchte die Elementverteilung mit Röntgenfluoreszenz und lieferte Hinweise auf Eisen, Phosphor und weitere Elemente in den Rändern. SHERLOC ergänzte die Analyse mit spektroskopischen Messungen, die organischen Kohlenstoff im Gestein nachwiesen. Zusammen ergaben die Daten ein Muster, das zu zwei eisenhaltigen Mineralen passt: Vivianit und Greigit. Die Zuordnung stützt sich auf mehrere chemische und mineralogische Hinweise; sie beruht nicht allein auf der sichtbaren Farbe der Flecken.
Vivianit ist ein wasserhaltiges Eisenphosphat. Auf der Erde kommt es unter anderem in Sedimenten, Mooren und in der Nähe zersetzter organischer Substanz vor. Greigit ist ein Eisensulfid, das bestimmte Mikroorganismen ebenfalls bilden können. Beide Minerale können in Umgebungen entstehen, in denen Mikroben chemische Stoffe umsetzen und dabei Energie gewinnen. Für die Entstehung der Marsflecken ist deshalb eine mikrobielle Erklärung denkbar.
Der mögliche Mechanismus hängt mit Redoxreaktionen zusammen. Bei solchen Reaktionen geben Stoffe Elektronen ab oder nehmen sie auf. Mikroorganismen nutzen vergleichbare chemische Vorgänge auf der Erde, um Energie für Wachstum und Stoffwechsel zu gewinnen. Dabei können gelöste Eisen- und Schwefelverbindungen in neue Mineralphasen übergehen. Im Jezero-Gestein liegen Vivianit und Greigit gerade dort, wo organischer Kohlenstoff und andere chemische Bestandteile miteinander reagiert haben könnten.
Die Facharbeit unter Leitung von Joel A. Hurowitz beschreibt die Mineral- und Kohlenstoffverbindungen als Ergebnis von Reaktionen nach der Ablagerung des Sediments. Das Team untersuchte nicht nur Cheyava Falls, sondern mehrere Gesteinsziele in der Bright-Angel-Formation. Organischer Kohlenstoff wurde auch an den Stellen Walhalla Glades und Apollo Temple registriert. Die charakteristischen Eisenphosphat- und Eisensulfidstrukturen konzentrieren sich jedoch in bestimmten Knollen und Reaktionsfronten, nicht gleichmäßig im gesamten Gestein.
Die Studie erschien am 10. September 2025 in der Fachzeitschrift Nature unter dem Titel „Redox-driven mineral and organic associations in Jezero Crater, Mars“. Ihre Autoren kommen zu dem Schluss, dass Texturen, chemische Eigenschaften und organische Signaturen die weitere Prüfung als potenzielle Biosignaturen rechtfertigen. Der Befund ist damit mehr als ein einzelner Hinweis auf organische Moleküle: Mehrere voneinander unabhängige Merkmale treten in einer geologischen Umgebung gemeinsam auf, die einst Wasser führte.
Der Jezero-Krater beherbergte vor Milliarden Jahren einen See. Flüsse führten Wasser und Sedimente in das Becken, wo sich feine Schlammablagerungen absetzten. Später verfestigten sich diese Schichten zu Sedimentgestein. Neretva Vallis ist ein altes Flusstal, das Wasser in den Krater leitete. Die Formation Bright Angel umfasst Gesteinsaufschlüsse entlang dieses Tals und enthält Ton- und Schluffmaterial, das auf der Erde organische Überreste gut bewahren kann.
Wasser ist für die Interpretation entscheidend, weil es gelöste Stoffe transportiert und chemische Reaktionen ermöglicht. In einem Seegrund können sich organische Substanzen, Eisen, Schwefel und Phosphor in feinen Sedimenten anreichern. Werden solche Ablagerungen später verändert, können Minerale entstehen, deren Verteilung frühere chemische Bedingungen speichert. Genau solche nachträglichen Veränderungen rekonstruieren die Forscher anhand der Mineralränder und Knollen.
Die Gesteine der Bright-Angel-Formation gehören zu den jüngeren Sedimentablagerungen, die Perseverance in seiner bisherigen Mission untersucht hat. Die NASA ordnet den damaligen See in einen Zeitraum von ungefähr 3,2 bis 3,8 Milliarden Jahren vor heute ein. Das ist für die Astrobiologie interessant, weil frühere Überlegungen mögliche Lebensspuren vor allem in noch älteren Marsgesteinen erwartet hatten. Der Befund legt nahe, dass geeignete Bedingungen möglicherweise länger bestanden als angenommen. Er sagt allerdings nicht, wie lange Mikroorganismen tatsächlich existiert haben könnten oder ob sie an diesem konkreten Ort überhaupt lebten.
Auch andere Marsmissionen haben organische Stoffe in alten Sedimenten untersucht. Der Rover Curiosity fand im Gale-Krater komplexe organische Moleküle, deren Herkunft ebenfalls offenblieb. Ein weiterer aktueller Blick auf dieselbe Frage stammt von Perseverance selbst: Eine separate Untersuchung desselben Marssteins beschrieb komplexen organischen Kohlenstoff an dessen Oberfläche. Diese Kohlenstoffsignatur ergänzt die hier untersuchten Mineralreaktionen, entscheidet aber ebenso wenig über eine biologische Herkunft.
Minerale sind keine eindeutigen Abdrücke von Organismen. Vivianit und Greigit können auch durch rein geologische oder chemische Prozesse entstehen. In der NASA-Mitteilung werden dafür unter anderem länger anhaltend hohe Temperaturen, saure Bedingungen und Reaktionen mit organischen Verbindungen genannt. Solche Wege müssen bei der Auswertung berücksichtigt werden, weil dieselben Endprodukte durch unterschiedliche Prozesse entstehen können.
Die Forscher fanden im untersuchten Gestein allerdings keine Hinweise darauf, dass es stark erhitzt oder sauren Bedingungen ausgesetzt war. Das schwächt einige nichtbiologische Erklärungen, beseitigt sie aber nicht. Offen bleibt beispielsweise, ob die vorhandenen organischen Verbindungen unter den damaligen Bedingungen Reaktionen ohne Beteiligung von Mikroben hätten antreiben können. Die NASA betont deshalb, dass abiotische Alternativen weniger naheliegend erscheinen, aber nicht ausgeschlossen sind.
Eine potenzielle Biosignatur ist in der Astrobiologie eine Substanz, Struktur oder Kombination von Merkmalen, die mit Leben vereinbar ist und weitere Untersuchungen verlangt. Der Begriff ist bewusst vorsichtig. Er beschreibt eine Spur, deren biologische Entstehung geprüft werden muss, und keine Entdeckung von Zellen, Fossilien oder heute lebenden Organismen. Auch ein überzeugendes Zusammenspiel mehrerer Indizien ersetzt nicht die Prüfung möglicher nichtbiologischer Entstehungswege.
Die NASA stellt die Entdeckung daher als wichtigen Schritt in der Suche nach früherem Leben dar, nicht als endgültige Antwort. Duffy bezeichnete den Fund bei der Pressekonferenz als die bisher größte Annäherung an die Entdeckung von Leben auf dem Mars. Die wissenschaftliche Einordnung bleibt enger: Die Daten zeigen eine mögliche Biosignatur in einem alten Sedimentgestein. Ob Mikroben die Flecken tatsächlich hervorbrachten, ist mit den Messungen des Rovers allein nicht zu entscheiden.
Perseverance hat aus dem Gestein den Bohrkern Sapphire Canyon gewonnen und in einem versiegelten Probenröhrchen verstaut. Die Untersuchung direkt auf dem Mars liefert bereits viele Informationen, doch die Instrumente an Bord sind in Größe, Energie und Messgenauigkeit begrenzt. In irdischen Laboren könnten Wissenschaftler die Mineralverteilung, organischen Bestandteile und mikroskopischen Texturen mit empfindlicheren Verfahren analysieren. Dadurch ließe sich besser unterscheiden, ob biologische oder abiotische Reaktionen die Flecken erzeugten.
Die Nature-Autoren bezeichnen eine Laboranalyse des Bohrkerns als den aussichtsreichsten Weg, die Herkunft der Minerale, organischen Stoffe und Strukturen zu klären. Dafür müsste die Probe allerdings zunächst zur Erde gelangen. Das geplante Programm Mars Sample Return ist mit technischen, finanziellen und zeitlichen Unsicherheiten verbunden. Reuters berichtete zur Vorstellung der Ergebnisse, dass die damalige US-Haushaltsplanung die bestehende Mission infrage stellte und die NASA alternative Wege zur Probenrückführung prüfte. Ein konkreter Rückholtermin steht damit nicht fest.
Bis dahin kann Perseverance weitere Gesteine in Jezero untersuchen und nach vergleichbaren Mustern suchen. Besonders hilfreich wären zusätzliche Fundstellen, an denen organischer Kohlenstoff, Eisenphosphate und Eisensulfide in ähnlichen Reaktionszonen gemeinsam auftreten. Ein wiederkehrendes Muster an mehreren Orten würde die geologische Einordnung verbessern. Es könnte auch zeigen, ob die Flecken eine Besonderheit von Cheyava Falls oder Teil eines größeren chemischen Prozesses in der Bright-Angel-Formation sind.
Für die Suche nach Leben auf dem Mars zählt deshalb nicht nur, ob ein einzelner Stein ungewöhnliche Minerale enthält. Wichtig ist, ob sich ihre Entstehung aus dem Zusammenspiel von Gestein, Wasser, organischem Material und möglichen Stoffwechselprozessen erklären lässt. Cheyava Falls liefert dafür eine seltene Kombination aus sichtbaren Strukturen und passenden Messdaten. Die Antwort auf die Frage nach früheren Mikroben bleibt an die Untersuchung der Probe und an weitere unabhängige Befunde gebunden.
Hurowitz, J. A. et al., Redox-driven mineral and organic associations in Jezero Crater, Mars; Nature 645, 332–340; doi:10.1038/s41586-025-09413-0
NASA, NASA Says Mars Rover Discovered Potential Biosignature Last Year
NASA Science, Perseverance’s PIXL Finds Vivianite, Greigite in ‘Cheyava Falls’ Sample
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