Starke Nickelanreicherung in Verbindung mit Redox‑Organik‑Interaktionen in Neretva Vallis, Mars

Alte Hinweise in einem marsianischen Flussbett

Wenn wir Rover zum Mars schicken, wollen wir im Grunde wissen, ob der Rote Planet jemals Leben hätte unterstützen können. Diese Studie richtet den Blick auf einen alten Flusslauf namens Neretva Vallis, wo NAsA‑s Perseverance‑Rover ungewöhnlich hohe Mengen des Metalls Nickel in Seeablagerungsgesteinen gefunden hat. Da Nickel eine zentrale Rolle in einigen der ältesten bekannten Mikroben der Erde spielt, macht sein Vorkommen neben schwefelreichen Mineralen und organischem Material dieses stille marsianische Tal zu einem besonders interessanten Ort, um das biologische Potenzial des Mars zu untersuchen.

Ein Fluss, der einen längst verschwundenen See speiste

Neretva Vallis führte einst Wasser in den Jezero‑Krater, der vor Milliarden von Jahren einen See beherbergte. Entlang des Tals untersuchte Perseverance helltonige Gesteine einer Einheit, die Bright Angel‑Formation genannt wird, sowie benachbarte Aufschlüsse, die Masonic Temple getauft wurden. Diese Gesteine sind feinkörnige Mudstones und Konglomerate, die in ruhigen, vermutlich seenähnlichen Gewässern abgelagert wurden und später von Adern und Knollen überprägt wurden, die beim Wachstum und der Umwandlung von Mineralen in den begrabenen Sedimenten entstanden. Chemisch unterscheiden sie sich stark von anderen Gesteinen in Jezero: Sie sind arm an Magnesium, aber relativ reich an Silizium, Aluminium und Eisen, was auf eine besondere Herkunft oder eine intensive chemische Verwitterungsgeschichte vor ihrer Ablagerung hindeutet.

Rekordverdächtiges Nickel auf dem Mars entdeckt

Das SuperCam‑Instrument des Rovers verwendet einen Laser, um winzige Flecken auf Gesteinen zu verdampfen und das entstehende Leuchten auszuwerten, um ihre Chemie zu bestimmen. An 32 Zielen entlang der Neretva Vallis detektierte SuperCam Nickel bis zu etwa 1,1 Gewichtsprozent – bei weitem der höchste jemals in intaktem marsianischem Festgestein gemessene Nicklgehalt. Diese nickelreichen Stellen gruppieren sich in zwei Arbeitsbereichen, Beaver Falls und Wallace Butte. In Beaver Falls tritt erhöhtes Nickel sowohl im Hauptmudstone als auch in hellen Mineraladern auf, die das Gestein durchschneiden. In Wallace Butte ist Nickel in Mudstones und in dunkleren, eisenreichen Gesteinen, die über der Oberfläche hervorstehen, reichlich vorhanden. Insgesamt gilt: Je mehr Eisen ein Punkt enthält, desto mehr Nickel findet sich tendenziell, was darauf hindeutet, dass Nickel überwiegend in eisenhaltigen Mineralen versteckt ist.

Mit Röntgenblick ins Gestein schauen

Um genau zu sehen, wo Nickel auf Körner‑Ebene sitzt, wandten sich Wissenschaftler an ein anderes Rover‑Instrument, PIXL, das mit Röntgenstrahlen detaillierte Elementkarten erstellt. In Bright Angel‑Mudstones zeigt PIXL Nickel konzentriert in winzigen, dunklen Bereichen, die reich an Eisen und Schwefel sind – Minerale ähnlich der Pyritform (auch als Narrengold bekannt) und verwandten Sulfiden. Weiter unten in der Abfolge tritt Nickel auch an den Rändern von Olivin‑Körnern auf, während es weiter südlich in hellen, magnesiumreichen Sulfatadern und Knollen erscheint. In der Nähe tragen widerstandsfähige Gesteine mit einer Chemie, die verwitterten Eisenmineralen wie Jarosit und Akaganéit entspricht, ebenfalls Nickel. Zusammen deuten diese Beobachtungen darauf hin, dass Nickel zunächst in Eisensulfiden gebunden war und später teilweise in Sulfatminerale umverteilt wurde, als Fluide im Laufe der Zeit durch die Gesteine zogen.

Die Spur von Nickels geheimnisvoller Reise

Woher stammt all dieses Nickel? Auf felsigen Planeten sinkt der Großteil des Nickels in den Kern, sodass die Kruste relativ nickelarm bleibt. Die extremen Anreicherungen in Neretva Vallis sind ungewöhnlich und erfordern eine besondere Erklärung. Eine Möglichkeit ist, dass uralte, magnesiumreiche vulkanische Gesteine in der Region beim intensiven Verwitterungsprozess Nickel freisetzten und nickelhaltige Fluide dann in die Seesedimente sicker­ten. Eine andere ist, dass Trümmer eines metallreichen Meteoriten im Wasser gelöst wurden und beim Bilden von Eisensulfiden Nickel in den Schlamm einspeisten. Um zwischen diesen Quellen zu unterscheiden, sind präzise Messungen von Spurenelementen und Isotopen nötig, die nur Laborinstrumente auf der Erde liefern können – ein Grund, warum das Team darauf hofft, die von Perseverance aus diesem Gebiet entnommenen Kernproben schließlich zu analysieren.

Warum Nickel für Leben wichtig ist

Auf der Erde bilden sich Eisensulfidminerale in feinkörnigen Sedimenten häufig mit Hilfe von Mikroben, die Sulfat als Energiequelle nutzen, und sie binden dabei oft Nickel aus dem umgebenden Wasser. Nickel selbst ist ein Schlüsselelement in Enzymen von methanbildenden Mikroben und in einem der ältesten bekannten Kohlenstofffixierungswege. Die gemeinsame Lage ausgeprägter Nickelanreicherungen, schwefelhaltiger Minerale und organischer Substanz in Neretva Vallis deutet daher auf eine chemisch reaktive Umgebung hin, in der die Bausteine des Lebens – und möglicherweise sogar einfache Stoffwechselprozesse – hätten unterstützt werden können. Die Studie beansprucht keinen Lebensnachweis, zeigt aber, dass der frühe Mars komplexe Redoxchemie in einem Umfeld beherbergte, das reich an einem knappen, biologisch wichtigen Metall war. Die Rückführung dieser Proben zur hochpräzisen Analyse auf die Erde könnte offenbaren, ob die alten Fluss‑See‑Systeme des Mars jemals die Schwelle von präbiotischer Chemie zu Biologie überschritten haben.

Zitation: Manelski, H.T., Wiens, R.C., Broz, A. et al. Strong nickel enrichment co-located with redox-organic interactions in Neretva Vallis, Mars. Nat Commun 17, 2705 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70081-3

Schlüsselwörter: Bewohnbarkeit des Mars, Perseverance‑Rover, nickelreiche Gesteine, Jezero‑Krater, marsianische Flusssedimente