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Earth-like Habitable Environments in the Subsurface of Mars

Tarnas, J.D. und Mustard, J. und Sherwood Lollar, B. und Stamenković, V und Cannon, K. M. und Lorand, J.-P. und Onstott, T. C. und Michalski, J. und Warr, O. und Palumbo, A.M. und Plesa, Ana-Catalina (2021) Earth-like Habitable Environments in the Subsurface of Mars. Astrobiology, 21 (6), Seiten 741-756. Mary Ann Liebert Inc.. doi: 10.1089/ast.2020.2386. ISSN 1531-1074.

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Offizielle URL: https://www.liebertpub.com/doi/full/10.1089/ast.2020.2386

Kurzfassung

In Earth's deep continental subsurface, where groundwaters are often isolated for >106 to 109 years, energy released by radionuclides within rock produces oxidants and reductants that drive metabolisms of non-photosynthetic microorganisms. Similar processes could support past and present life in the martian subsurface. Sulfate-reducing microorganisms are common in Earth's deep subsurface, often using hydrogen derived directly from radiolysis of pore water and sulfate derived from oxidation of rock-matrix-hosted sulfides by radiolytically derived oxidants. Radiolysis thus produces redox energy to support a deep biosphere in groundwaters isolated from surface substrate input for millions to billions of years on Earth. Here, we demonstrate that radiolysis by itself could produce sufficient redox energy to sustain a habitable environment in the subsurface of present-day Mars, one in which Earth-like microorganisms could survive wherever groundwater exists. We show that the source localities for many martian meteorites are capable of producing sufficient redox nutrients to sustain up to millions of sulfate-reducing microbial cells per kilogram rock via radiolysis alone, comparable to cell densities observed in many regions of Earth's deep subsurface. Additionally, we calculate variability in supportable sulfate-reducing cell densities between the martian meteorite source regions. Our results demonstrate that martian subsurface groundwaters, where present, would largely be habitable for sulfate-reducing bacteria from a redox energy perspective via radiolysis alone. We present evidence for crustal regions that could support especially high cell densities, including zones with high sulfide concentrations, which could be targeted by future subsurface exploration missions.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/148176/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Earth-like Habitable Environments in the Subsurface of Mars
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Tarnas, J.D.Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, CA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mustard, J.Department of Geological Sciences, Brown University, Providence, RI, 02912, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sherwood Lollar, B.University of Toronto, Toronto, Ontario, CanadaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stamenković, VNASA Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, CA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cannon, K. M.Department of Geology and Geological Engineering, Colorado School of Mines, Golden, Colorado, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lorand, J.-P.LPGN Laboratoire de Planétologie et Géodynamique de Nantes, Nantes Cedex 03, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Onstott, T. C.Princeton University, Princeton, NJNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Michalski, J.The University of Hong Kong, Hong KongNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Warr, O.University of Toronto, Department of Earth Sciences, Toronto, ON, CanadaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Palumbo, A.M.Dept. of Geological Sciences, Brown University, Providence, RI, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Plesa, Ana-CatalinaAna.Plesa (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3366-7621NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:22 April 2021
Erschienen in:Astrobiology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:21
DOI:10.1089/ast.2020.2386
Seitenbereich:Seiten 741-756
Verlag:Mary Ann Liebert Inc.
ISSN:1531-1074
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Mars subsurface, habitability, sulfate-reducing bacteria
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Exploration des Sonnensystems, R - Projekt InSight - HP3
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Planetenphysik
Hinterlegt von: Plesa, Dr. Ana-Catalina
Hinterlegt am:11 Jan 2022 07:22
Letzte Änderung:20 Okt 2023 08:01

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