Studierende entdecken im Labor Mars-Mineral
Studierende entdecken im Labor Mars-Mineral
22.10.2025
Erdwissenschafts-Studierende der Universität Wien haben im Labor eine Eisensulfat-Verbindung künstlich hergestellt und ihr spektrales Signal untersucht. Die Überraschung danach: Dieses Signal stimmt mit einem Spektralsignal vom Mars überein, das die NASA bisher nicht zuordnen konnte. Das Mars-Mineral „Eisenhydroxysulfat“ könnte nun dazu beitragen, die Geschichte des roten Planeten umzuschreiben. Die Ergebnisse wurden nun von einem interdisziplinären Team unter Beteiligung der Universität Wien im Journal „Nature Communications“ veröffentlicht.
Die im Labor von Studierenden hergestellte Verbindung FeSO4OH entpuppte sich als Marsmineral. Foto: © Dominik Talla
Bei Laborexperimenten stellten Studierende der Erdwissenschaft an der Universität Wien bereits vor einigen Semestern Kristalle einer neuen Variante von Eisenhydroxysulfat her, die im Anschluss genau analysiert wurden: „Besonders auffällig war dabei das spektrale Signal des Eisenhydroxysulfats“, erklärte Manfred Wildner vom Institut für Mineralogie und Kristallographie der Universität Wien.
Die Überraschung folgte aber erst später im Austausch mit internationalen Wissenschafter*innen im Rahmen eines Forschungsprojekts: „Da stellte sich nämlich heraus, dass dieses spektrale Signal genau mit einem von einer Marssonde aufgezeichneten Signal übereinstimmt, das die NASA bisher nicht zuordnen hatte können“, so der Mineraloge.
Mars-Sonden untersuchen Minerale über Lichtreflexion
Seit fast zwei Jahrzehnten umkreisen Mars-Sonden den roten Planeten und analysieren mit spektroskopischen Instrumenten die Zusammensetzung der Minerale anhand ihrer Lichtreflexion im sichtbaren und infraroten Spektralbereich. An zwei Standorten fanden sie dabei ein auffälliges spektrales Signal, das sich keinem bisher bekannten Stoff am Mars zuordnen ließ. „Wir untersuchten zwei sulfatreiche Standorte in der Nähe des riesigen Canyon-Systems Valles Marineris, die eine faszinierende Geologie aufweisen und deren geschichtete Sulfatvorkommen mysteriöse Spektralbänder aus Orbitaldaten lieferten“, sagte Janice Bishop, leitende Wissenschaftlerin am SETI-Institut und Erstautorin des Papers, das nun im Journal „Nature Communications“ erschien.
FeSO4OH - das Marsmineral aus dem Labor
Die im Labor der Universität Wien künstlich hergestellte Eisensulfat-Verbindung FeSO4OH entpuppte sich als Marsmineral. Foto: © Dominik Talla
Erdwissenschaftsstudierende hatten FeSO4OH vor einigen Semestern im Rahmen einer Laborübung hergestellt; bei der anschließenden Analyse fiel das ungewöhnliche spektrale Signal auf. © Dominik Talla
Doch erst später, als die beteiligten Wissenschafter*innen im Rahmen eines Forschungsprojekts NASA-Daten begutachteten, folgte die Überraschung: Das Spektralsignal stimmte mit einem Spektralsignal überein, das auf dem Mars gemessen worden war. Foto: © Dominik Talla
Vergleich der spektralen Signale von polyhydratisierten Sulfaten (blau), monohydratisierten Sulfaten (grün) und des Eisenhydroxysulfats (rot), gemessen mit dem CRISM-Instrument in Aram Chaos und verglichen mit Laborspektren (dunkle Linien). Abbildung: Nasa/Bishop et al.
Marssonden hatten das spektrale Signal von FeSO4OH in zwei Regionen nachgewiesen: auf dem Juventae Chasma Plateau und in Aram Chaos. Illustr.: Nasa/Bishop et al.
Auf dem Juventae-Chasma-Plateau fanden sich Eisenhydroxysulfat-Ablagerungen in dünnen Schichten. Foto: Nasa/Nasa/Bishop et al.
In der Region Aram Chaos fand sich das Mineral an der Basis der Sulfatablagerungen, direkt oberhalb des Grundgesteins. Durch die chemischen Besonderheiten können die Forscher*innen nun jedenfalls Rückschlüsse auf die früheren atmosphärischen Gegebenheiten auf dem Mars ziehen – und möglicherweise die Marsgeschichte umschreiben. Image Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona.
Mars-Mineral im Labor untersucht
Durch den Austausch mit den Mineralog*innen der Universität Wien konnte diese Wissenslücke nun geschlossen werden. In Laborversuchen zeigte sich, dass bei Temperaturen über 100 °C eine neue Verbindung aus hydratisierten Eisensulfaten wie Szomolnokit oder Rozenit entsteht: Eisenhydroxysulfat, FeSO4OH. Die chemische Reaktion bei seiner Entstehung verändert die Struktur des Materials so stark, dass sich auch sein Infrarot-Signal drastisch wandelt – was die Entdeckung aus der Umlaufbahn schließlich erklärbar machte.
Ko-Autor Dominik Talla vom Institut für Mineralogie und Kristallographie der Universität Wien. Foto: Dominik Talla
Manfred Wildner vom Institut für Mineralogie und Kristallographien. Foto: Manfred Wildner
„Die Experimente haben gezeigt, dass ohne Sauerstoff keine Umwandlung stattfindet“, so Ko-Autor Dominik Talla vom Institut für Mineralogie und Kristallographie der Universität Wien. „Das bedeutet, dass es auf dem Mars entweder lokale Wärmequellen oder geothermische Prozesse, gegeben haben muss, die Sauerstoff bereitgestellt haben – beispielsweise vulkanische Aktivitäten.“
Fenster in die Vergangenheit des Mars
Durch die chemischen Besonderheiten können die Forscher*innen nun jedenfalls Rückschlüsse auf die früheren atmosphärischen Gegebenheiten auf dem Mars ziehen – und möglicherweise die Marsgeschichte umschreiben.
So ging man bisher davon aus, dass sämtliche geothermische Prozesse auf dem Mars schon recht früh in seiner Geschichte zum Erliegen kamen. Doch das Auftreten von Eisenhydroxysulfat im Zusammenhang mit Marsgesteinen, die jünger als 3 Milliarden Jahre sind, deutet nun darauf hin, dass es auf dem Mars noch deutlich länger als bisher angenommen Wärmequellen und aktive chemische Umgebungen gab – möglicherweise sogar günstige Bedingungen für mikrobielles Leben.
(Noch) kein neues Mineral laut Definition
„In unserem Artikel postulieren wir nun, dass Eisenhydroxysulfat als Mineral auf dem Mars existiert – Belegstücke natürlichen Ursprungs gibt es aber bisher weder vom Mars noch von der Erde“, erklärt Wildner. Ohne belegtes Vorkommen auf der Erde gilt der Stoff definitionsgemäß (noch) nicht als Mineral. Ob sich der Stoff auf der Erde auch findet ist unklar, da sich Sulfate für gewöhnlich bei Regen rasch auflösen. „Doch auf dem Mars können diese Verbindungen Milliarden von Jahren überdauern“, so der Mineraloge von der Universität Wien.
Die Forschenden hoffen nun, dass künftige Missionen wie Mars Sample Return Proben aus diesen Gebieten zur Erde bringen. Nur so lässt sich das Mineral offiziell bestätigen und seine Rolle in der Geschichte des Mars genauer bestimmen.
Publikation:
Bishop, J.L., Meusburger, J.M., Weitz, C.M. et al. Characterization of ferric hydroxysulfate on Mars and implications of the geochemical environment supporting its formation. Nat Commun 16, 7020 (2025). doi.org/10.1038/s41467-025-61801-2