Die ältesten morphologischen Spuren des Lebens auf der Erde sind oft sehr kontrovers, weil abiotische Prozesse relativ ähnliche Strukturen hervorbringen können und weil solche Fossilien oft starker Verwitterung und Metamorphismus ausgesetzt sind. Stromatolithen – geschichtete Organosedimentstrukturen, die das komplexe Wechselspiel zwischen mikrobiellen Gemeinschaften und ihren Umgebungen widerspiegeln, wurden lange als wichtige Makrofossilen des Lebens in alten Sedimentgesteinen betrachtet. Allerdings wurde der biologische Ursprung urzeitlicher Stromatolithen oft angezweifelt.
Ein Artikel, der am 4. November 2022 im Journal Geology der Geological Society of America veröffentlicht wurde, nutzt ein breites Spektrum an modernen zwei- und dreidimensionalen Analysemethoden, um die biologischen Ursprünge der ältesten Stromatolithen auf der Erde zu belegen. Sie stammen aus der 3,48 Milliarden Jahre alten Dresser Formation in Pilbara (Western Australia).
Obwohl diese Stromatolithen starker Verwitterung ausgesetzt waren und kein organisches Material konservierten, hat ein Team unter Leitung von Dr. Keyron Hickman-Lewis vom Natural History Museum London optische und Elektronenmikroskopie, geochemische Analysen, Raman-Spektroskopie und labor-, sowie synchrotronbasierte Tomografie verwendet, um zahlreiche Eigenschaften zu identifizieren, die auf einen biologischen Ursprung hinweisen.
Neben der Durchführung tomografischer 3D-Aufnahmen der Makrostruktur von Stromatolithen konnte das Team auch die ersten submikrometergroßen Pixel- und Voxelgrößen zur Abbildung präkambrischer Stromatolithenmikrostrukturen erstellen, was mithilfe von Phasenkontrastfotografie mit der SYRMEP Beamline am Elettra Synchrotron in Trieste (Italien) gelang. Das erlaubte die Identifizierung von nicht gleichförmigen Schichtmorphologien, Leerräumen aufgrund der Ausgasung zerfallenden organischen Materials und säulenähnlicher vertikaler Strukturen, die als mikrobielle Palisadenstruktur interpretiert wurden, ein häufiger Indikator für phototrophisches Wachstum.
Die Stromatolithen aus der Dresser Formation wurden aufgrund der Verwitterung größtenteils durch Hämatit (eine Modifikation des Eisenoxids) ersetzt. Obwohl dies die organischen geochemischen Analysen unmöglich macht, ist diese Zusammensetzung äußerst relevant für die Suche nach Leben auf dem Mars.
Sedimentgesteine auf der Oberfläche des Mars wurden ähnlicher tiefgreifender Oxidation ausgesetzt und bestehen in ihren oberen Zentimetern bis Metern hauptsächlich aus Eisenoxiden. In dieser Hinsicht könnten die Stromatolithen der Dresser Formation einzigartig relevante Materialien sein, um uns einen präzisen Stil der Erhaltung von Biosignaturen zu zeigen, die man auf dem Mars erwarten kann.
Während der Perseverance Rover seine Erforschung des Jezero-Kraters fortsetzt, sollten wir nach morphologischen Hinweisen auf Leben suchen, die jenen in der Dresser Formation gleichen und uns auf moderne Analysen mit verschiedenen Methoden vorbereiten, wenn die Marsproben letztendlich zur Erde zurückgebracht werden.
(THK)
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