Alterationsprozesse, bei denen aus primären Mineralen durch Wechselwirkung mit Wasser Sekundärminerale hervorgegangen sind, spielten auf dem Mars höchstwahrscheinlich eine bedeutende Rolle. So weisen Fernerkundungsdaten, in-situ Untersuchungen, meteoritische Proben und Modellrechnungen auf das Vorhandensein von hydratisierten Mineralphasen auf dem Mars hin. Seit dem Beginn der kontroversen Diskussion um Mikrofossilien im Marsmeteoriten ALH 84001 kommt der Unterscheidung von biotischen und abiotischen Einflüssen auf die Alterations-produkte in extraterrestrischen Materialien verstärkte Bedeutung zu. So könnten verbesserte Kriterien zum Nachweis der Beteiligung von Mikroorganismen an Alterationsprozessen auch einen zusätzlichen Ansatz für die Suche nach früheren oder rezenten Lebensformen auf dem Mars liefern. Dabei ist zwischen den drei folgenden Möglichkeiten zu unterscheiden: 1. Die Organismen üben einen indirekten Einfluss auf den Alterationsprozess aus, indem sie den Chemismus der Lösungen beeinflussen. 2. Sie wirken direkt, z.B. mechanisch oder chemisch, auf die primären Mineraloberflächen ein. 3. Die Mikroorganismen produzieren zumindest einen Teil der Sekundärminerale als Stoffwechselprodukte (biogene Mineralisation). Umfangreiche Laboruntersuchungen der terrestrischen abiotischen und neuerdings auch der biotisch beeinflussten Alteration von z.B. Olivinen, Pyroxenen und Feldspäten sind bereits verfügbar (z.B. Banfield and Nealson, 1997). Damit sind nun auch gezielte Untersuchungen in Hinblick auf die ursprünglichen bzw. rezenten Bedingungen auf dem Mars möglich geworden, bei denen insbesondere unterschiedliche CO2-Konzentrationen auch für terrestrische Alterationsvorgänge von Interesse sind. Beim DLR sollen nun u.a. im Rahmen eines HGF-Projektes Mikroorganismen für kontrollierte Alterationsexperimente ausgewählt werden, um systematische und eindeutige Unterschiede wie z.B. in Zusammensetzung, Struktur, Wachstum, und Verteilung zwischen biotisch beeinflussten und abiotischen Alterationsprodukten zu identifizieren. Ein Hauptproblem bei solchen experimentellen Untersuchungen liegt in der niedrigen Geschwindigkeit , mit der Alterationsprozesse in der Natur ablaufen. Dies beschränkt das Probenmaterial auf kinetisch begünstigte (z.B. feinstkörnige) Minerale bzw. die zu erwartenden Phänomene auf die Oberfläche der Mineralkörner. Mit Hilfe exakter analytischer Verfahren lassen sich aber Struktur und Zusammensetzung von Alterationsprodukten bis in den Nanometerbereich bestimmen (z.B. durch Rasterelektronenmikroskopie). Darüber hinaus können die einhergehenden Lösungsvorgänge durch chemische Analysen (z.B. ICP-MS) rekonstruiert werden. Zunächst ist an die Durchführung von Experimenten mit einfachen mineralogischen Komponenten gedacht. Diese werden nach der Zugabe von Wasser und Mikroorganismen (zur Auswahl stehen u.a. poikilotrophe Pilze, Cyanobakterien, anaerob sporenbildende Bakterien und Aktinomyceten) und Einstellung der physiko-chemischen Parameter für einige Monate in abgeschlossenen Reaktionsbehältern unter kontrollierten Bedingungen aufbewahrt. Resultate aus früheren Experimenten (Banfield and Nealson, 1997) lassen charakteristische Reaktionen schon bereits über diesen Zeitraum erwarten. Daneben ist stets an die parallele Durchführung von sterilen Kontrollexperimenten gedacht.
Literatur: