Marsmeteorit

Marsmeteoriten sind Meteoriten, die vom Planeten Mars stammen. Als solche werden die SNC-Meteoriten, benannt nach den drei Untergruppen Shergottiten, Nakhliten und Chassigniten, angesehen. Sie gehören zu den achondritischen Steinmeteoriten.

Marsmeteorit EETA79001. Der erste Meteorit, für den der Mars als Ursprungsort nachgewiesen wurde. (Foto: NASA)

Obwohl der erste SNC-Meteorit bereits 1815 in Chassigny in Frankreich gefunden wurde, erkannten die meisten Meteoritenforscher erst seit Anfang der 1980er Jahre die Herkunft vom Mars an. Allerdings ist diese Herkunft nicht so eindeutig gesichert wie die Herkunft der Mondmeteoriten, denn es gab keine Mission zum Mars, die Vergleichsgestein von dort zur Erde gebracht hat.

Herkunft

Marsmeteoriten entstehen mehrheitlich nicht durch größere Asteroideneinschläge auf dem Mars, sondern bereits durch Einschläge, die Krater von drei Kilometern Durchmesser hinterlassen. Durch die Wucht des Einschlags wird entsprechend der Kratertiefe Marsgestein verschiedenen Alters ins All geschleudert. Einige dieser so freigesetzten Gesteinsbrocken erreichen als Meteoriten die Erde. Unter diesen war aufgefallen, dass sie im Mittel sehr viel jünger waren, als sich dies durch äußerst seltene Asteroideneinschläge erklären ließe. Kleinere Einschläge schleudern jüngere Gesteinsschichten aus geringeren Tiefen ins All und sind häufiger.

Unterteilung

Marsmeteoriten werden unterteilt in:

• SNC-Meteorite (Clan)
  • Shergottite (Gruppe mit Prototyp Shergotty)
  • Nakhlite (Gruppe mit Prototyp Nakhla)
  • Chassignite (Gruppe mit Prototyp Chassigny)
• Orthopyroxenreiche Marsmeteorite (nur Allan Hills 84001)
• Basaltbrekzien vom Mars (nur Northwest Africa 7034)

Forschungsgeschichte

Bereits 1979 wurde argumentiert, dass die damals bekannten SNC-Meteoriten, anders als die meisten anderen Meteoriten, nicht von Asteroiden stammen können. Das gemessene Kristallisationsalter dieser SNC-Meteoriten lag bei maximal 1,3 Milliarden Jahren und war vulkanischen Ursprungs. Asteroiden sind hingegen bereits verhältnismäßig kurz nach ihrer Bildung vor 4,5 Milliarden Jahren erkaltet und zeigen seitdem keinen Vulkanismus mehr. Daraufhin wurde gefolgert, dass außer der Erde nur der Mars und die Venus in Frage kämen, da diese vor 1,3 Milliarden Jahren noch Vulkanismus zeigten; der Vulkanismus auf dem Jupitermond Io war 1979 noch nicht bekannt.

Der Gedanke, dass die besagten Meteoriten vom Mars stammen könnten, setzte sich erst 1983 durch. In einem Beitrag im Wissenschaftsmagazin Science wurde damals gezeigt, dass die Isotopenhäufigkeit von Argon in schockgeschmolzenen Glaseinschlüssen im Shergottiten EETA79001 den Messungen entsprach, die von der Viking-Sonde in der Atmosphäre des Mars gemacht wurden. Später wurden auch die Häufigkeiten der anderen Edelgase sowie von Kohlendioxid und Stickstoff in diesen Glaseinschlüssen bestimmt, die ebenfalls mit den Daten von Viking übereinstimmten.

Bei weiteren Untersuchungen an SNC-Meteoriten wurden auch einige Widersprüche entdeckt, etwa Xenon-Isotopenhäufigkeiten im SNC-Meteoriten Chassigny. Jedoch lassen sich diese durch Beimischung von Edelgasen aus anderen Quellen erklären, etwa aus dem Mars-Inneren.

Als weiteres Indiz für einen Ursprung vom Mars wird oft auch die starke Ausrichtung nadelförmiger Kristalle in manchen SNC-Meteoriten genannt. Die Ausrichtung kann erklärt werden durch die Existenz des starken Gravitationsfeldes eines Körpers mit mindestens der Größe des Erdmondes während der Erstarrung des Meteoritenmaterials aus dem Ursprungsmagma; allerdings könnten zum Beispiel auch Konvektionsströme des Magmas die Ausrichtung der Kristalle bewirkt haben.

Ein weiteres starkes Indiz für eine Herkunft vom Mars wurde durch die Opportunity-Mission geliefert, die einen Bounce Rock genannten Stein entdeckte und untersuchte, dessen chemische Zusammensetzung den basaltischen Shergottiten, speziell EETA79001, gleicht.

Marsmeteoriten als Typlokalität

In einigen Marsmeteoriten wurden verschiedene Minerale erstmalig entdeckt und beschrieben. Sie gelten daher als Typlokalität für diese, so unter anderem

• Northwest Africa 856 (NWA 856) für Stöfflerit (benannt nach Dieter Stöffler)
• Shergotty für Feiit, Ferromerrillit, Liuit, Seifertit und Tschaunerit
• Tissint für Ahrensit, Chenmingit und Tissintit
• Zagami für Liebermannit und Zagamiit

Diskussion über Lebensreste

Siehe auch: Leben auf dem Mars

Elektronenmikroskopaufnahme des Marsmeteoriten Allan Hills 84001. Es wurde darüber gestritten, ob die längliche Form das Überbleibsel eines Bakteriums ist, ob es also zumindest primitives Leben auf dem Mars gegeben hat.

Im Jahr 1996 fanden David S. McKay und seine Mitarbeiter Strukturen im Marsmeteoriten Allan Hills 84001 (ALH 84001), der 1984 in der Antarktis gefunden worden war, die sie als Spuren fossiler Bakterien deuteten. Ihre Argumente für Spuren von fossilem Leben in ALH 84001 wurden aber auch kritisch kommentiert:

• Strukturen in Elektronenmikroskopaufnahmen wurden als fossilierte Bakterien gedeutet. Es wird jedoch eingewendet, dass diese Strukturen auch Artefakte der benutzten Aufnahmetechnik sein könnten. Zudem liegt die Größe der Strukturen nur im Bereich einiger Nanometer, viel kleiner als gewöhnliche irdische Bakterien. Zwar wurden Nanobakterien auch auf der Erde entdeckt, dies ist aber umstritten.
• Karbonateinschlüsse, welche Magnetite in einer Form enthalten, wie sie auf der Erde von Bakterien produziert wird. Es ist jedoch nicht auszuschließen, dass diese Magnetite auch durch nicht-biologische Prozesse erzeugt werden können.
• Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAH, von engl. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) innerhalb der Karbonate, welche beim Zerfall von Bakterien entstehen können. Auch hier ist es schwierig zu zeigen, dass es keine nicht-biologischen Prozesse gibt, welche das gleiche Muster von PAHs erzeugen, wie es in ALH 84001 gefunden wurde.

Die Thesen von McKay und seinen Mitautoren werden bis heute kontrovers diskutiert. Inzwischen wurden auch in zwei anderen Marsmeteoriten, Shergotty und Nakhla, mögliche Reste früheren Lebens gefunden.

Weblinks

Commons: Marsmeteoriten – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• JPL Mars Meteorite Home Page (englisch)
• The Mars Meteorite Compendium

Einzelnachweise

1. Rainer Kayser: Rätsel um Herkunft der Marsmeteoriten gelöst. In: astronews. 22. November 2002.
2. Michael K. Weisberg, Timothy J. McCoy, Alexander N. Krot: Meteorites and the early solar system II. University of Arizona Press, Tucson 2006, ISBN 0-8165-2562-5, Systematics and Evaluation of Meteorite Classification, S. 19–52 (usra.edu [PDF; abgerufen am 15. Dezember 2012] Vorwort von Richard P. Binze, bearbeitet von Dante S. Lauretta und Harold Y. McSween, Jr.). 
3. Allan Hills 84001 im Meteoritical Bulletin, The Meteoritical Society (englisch)
4. Northwest Africa 7034 im Meteoritical Bulletin, The Meteoritical Society (englisch)
5. Donald D. Bogard, Pratt Johnson: Martian gases in an Antarctic meteorite? In: Science. 221, 1983, S. 651–654.
6. Typlokalität Shergotty Martian meteorite, Gaya District, Bihar, India. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 13. Juli 2023 (englisch). 
7. Typlokalität Tissint Martian meteorite, Tata Cercle, Tata Province, Souss-Massa Region, Morocco. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 13. Juli 2023 (englisch). 
8. Typlokalität Zagami Martian meteorite, Faskari, Katsina, Nigeria. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 13. Juli 2023 (englisch). 
9. David S. McKay, Everett K. Gibson Jr., Kathie L. Thomas-Keprta, Hojatollah Vali, Christopher S. Romanek, Simon J. Clemett, Xavier D. F. Chillier, Claude R. Maechling, Richard N. Zare: Search for past life on Mars: Possible relic biogenic activity in martian meteorite ALH 84001. In: Science. 273, 1996, S. 924–930.