Die frühesten morphologischen Spuren von Leben auf der Erde sind oft sehr umstritten, sowohl weil nichtbiologische Prozesse relativ ähnliche Strukturen hervorbringen können, als auch weil solche Fossilien oft fortgeschrittenen Veränderungen und Metamorphosen unterzogen wurden.
Stromatolithen, geschichtete organosedimentäre Strukturen, die komplexe Wechselwirkungen zwischen mikrobiellen Gemeinschaften und ihrer Umgebung widerspiegeln, gelten seit langem als wichtige Makrofossilien für die Erkennung von Leben in alten Sedimentgesteinen; Der biologische Ursprung alter Stromatolithen wurde jedoch häufig kritisiert.
Ein Artikel, der am Freitag in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Geologie verwendet eine Reihe fortschrittlicher zwei- und dreidimensionaler Analysetechniken, um die biologischen Ursprünge der ältesten Stromatolithen der Erde aus der 3,48 Milliarden Jahre alten Dresser-Formation in Pilbara, Westaustralien, zu ermitteln.
Obwohl diese Stromatolithen einer starken Diagenese und Verwitterung unterzogen wurden und keine organischen Materialien enthalten, hat ein Team unter der Leitung von Dr. Keyron Hickman-Lewis vom Natural History Museum, London, optische und Elektronenmikroskopie, elementare Geochemie, Raman-Spektroskopie und Labor- und synchrotronbasierte Tomographie, um zahlreiche Merkmale zu identifizieren, die auf einen biologischen Ursprung hindeuten.
Neben der Labortomographie der 3D-Stromatolith-Makrostruktur war das Team in der Lage, die ersten Pixel- und Voxelgrößen im Submikrometerbereich für die Bildgebung präkambrischer Stromatolith-Mikrostrukturen durch Phasenkontrastbildgebung mit der SYRMEP-Beamline am Elettra Synchrotron, Triest, Italien, zu erreichen. Dies ermöglichte die Identifizierung von uneinheitlichen Schichtmorphologien, Hohlräumen, die aus der Entgasung zerfallender organischer Materialien entstehen, und säulenartigen vertikalen Strukturen, die als mikrobielle Palisadenstruktur interpretiert werden, ein üblicher Indikator für phototrophes Wachstum.
Die Stromatolithen der Dresser-Formation wurden aufgrund der jüngsten Verwitterung größtenteils durch Hämatit (Eisenoxid) ersetzt. Während dies organische geochemische Analysen unmöglich macht, ist diese Zusammensetzung für die Suche nach Leben auf dem Mars von hoher Relevanz.
Sedimentgesteine auf der Marsoberfläche wurden einer ähnlichen durchdringenden Oxidation unterzogen und enthalten ebenfalls hauptsächlich Eisenoxide in ihren oberen Zentimetern bis Metern. In dieser Hinsicht könnten die Stromatolithen der Dresser-Formation ein einzigartig relevantes Material sein, um uns über eine genaue Art der Erhaltung der Biosignatur zu informieren, die auf dem Mars erwartet wird.
Während der Perseverance-Rover Mars 2020 seine Erkundung des Jezero-Kraters fortsetzt, sollten wir nach morphologischen Ausdrucksformen des Lebens suchen, die denen ähneln, die in der Dresser-Formation identifiziert wurden, und uns auf fortgeschrittene Multi-Technik-Analysen vorbereiten, wenn Marsproben schließlich zur Erde zurückgebracht werden.
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K. Hickman-Lewis et al, Fortgeschrittene zwei- und dreidimensionale Einblicke in die ältesten Stromatolithen der Erde (ca. 3,5 Ga): Perspektiven für die Suche nach Leben auf dem Mars, Geologie (2022). DOI: 10.1130/G50390.1