17.03.2004 · Europas „Mars Express“ hat große Mengen Wassereis am Südpol des Mars' enthüllt, die meist unter gefrorenem Kohlendioxyd verborgen sind.
Von Günter Paul
© Esa
Mars Express: Wassereis am Südpol
Auf dem Mars hat es einst wie auf der Erde Wasser gegeben. Davon zeugen ausgetrocknete Flußtäler, aber auch die jüngsten spektroskopischen Meßergebnisse des kleinen Rovers „Opportunity“. Auf die frühere Existenz des Wassers weisen außerdem die weißen Polarkappen des roten Planeten hin. Mit der europäischen Raumsonde „Mars Express“ sind in den vergangenen Wochen die Südpolarregionengenauer in Augenschein genommen worden. Dabei haben die Wissenschaftler herausgefunden, wie das Eis in diesen Gebieten verteilt ist.
Die Polarkappen des Mars lassen sich schon mit recht kleinen Fernrohren wahrnehmen. Trotzdem dauerte es nach der Erfindung dieser Instrumente noch einige Jahrzehnte, bis die Forscher die hellen Regionen auf dem Planeten sahen. Der niederländische Astronom Christiaan Huygens entdeckte im Jahr 1672 die Südpolarkappe. Die Nordpolarkappe blieb sogar bis 1704 verborgen, als sie Jacopo Filippo Maraldi bemerkte, ein Neffe des bekannten italienischen Astronomen Giovanni Cassini.
Herschel erkannte Jahreszeiten
Bei seinen Beobachtungen fiel Maraldi auf, daß sich die "weißen Flecken" veränderten. Er hütete sich aber, sie als Schnee, Eis oder Wolken zu bezeichnen. Erst Friedrich Wilhelm Herschel, ehemals Organist, wies - nicht zuletzt wegen der ähnlichen Lagen von Erd- und Marspol - auf den Zusammenhang der Veränderungen mit Jahreszeiten hin. Offenbar wurden die Flecken kleiner, wenn sie im Frühjahr und Sommer stärker der Sonnenstrahlung ausgesetzt waren.
Mittlerweile wissen die Astronomen, daß die Polarkappen des roten Planeten aus Eis bestehen - gefrorenem Wasser, das mit Trockeneis, also gefrorenem Kohlendioxyd, durchmischt ist. Die dunklere Verfärbung in einigen Regionen geht auf erhöhte Konzentrationen von Staub zurück. Mit welchem Prozentsatz das gefrorene Wasser und das Trockeneis jeweils zu den Kappen beitragen, ist schwerer zu entscheiden.
Restkappe
Insbesondere über die Natur der Nordpolarkappe haben Temperaturmessungen nähere Aufschlüsse gebracht. Wenn im Frühling die Temperatur steigt, geht nämlich zuerst das Trockeneis in den gasförmigen Zustand über. Rund um den Nordpol des Mars bleibt im Sommer schließlich nur noch gefrorenes Wasser übrig. Erst im Herbst und Winter kehrt eine Schicht aus Kohlendioxyd zurück.
Im Südpolargebiet des Planeten sublimiert das Kohlendioxyd auch im Sommer nicht vollständig. Deshalb blieb bislang ungeklärt, ob sich darunter ebenfalls eine Restkappe aus gefrorenem Wasser verbirgt und wie groß sie gegebenenfalls ist. Nähere Aufschlüsse darüber haben jetzt Messungen mit dem abbildenden Spektrometer namens Omega an Bord des „Mars Express“ geliefert. Mit dem Instrument werden die thermische Emission des Planeten und diffus gestreutes Sonnenlicht registriert.
Den Messungen zufolge, deren Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift „Nature“ veröffentlicht werden, läßt sich das Südpolargebiet des Mars am Ende des Sommers in drei Zonen unterteilen. Im weißen Zentrum sind gefrorenes Wasser und Trockeneis stark durchmischt. Die beiden Komponenten lassen sich kaum voneinander trennen. Um dieses Zentrum herum befindet sich ein geringfügig dunklerer Gürtel, in dem sich nur gefrorenes Wasser nachweisen läßt. Außen schließt sich eine dritte Region an, die geschichtet ist und zur Überraschung der Forscher ebenfalls nur gefrorenes Wasser erkennen läßt. Sie ist noch wesentlich dunkler, weil dort Staub das Reflexionsvermögen vermindert. Über die Mengen an gefrorenem Wasser, die in der Polarkappe gebunden sind, geben die Daten bislang keine Auskunft.
