26.03.2011 · Auf der Suche nach Aufschlüssen über die Frühgeschichte des Roten Planenten: Gab es auf dem Mars einst blühende Landschaften mit Seen und Meeren?
Von Hermann-Michael-Hahn
© dpa
Der Mars, das nächste Ziel bemannter Raumfahrt?
Auch mehr als 45 Jahre nach dem ersten erfolgreichen Vorbeiflug einer Raumsonde am Planeten Mars sind noch viele grundlegende Fragen zu dessen Vergangenheit unbeantwortet. Unter anderem interessieren sich die Forscher dafür, in welcher Form Wasser auf der Oberfläche unseres kosmischen Nachbarn eine Rolle gespielt hat. Nun haben Beobachtungen mit einem hochauflösenden Spektrometer an Bord der Raumsonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) Erkenntnisse zutage gefördert, die zumindest die Geschichte der mit dieser Frage eng verbundenen Marsatmosphäre in ein neues Licht tauchen könnten.
Die erste erfolgreiche Marssonde, Mariner 4, hat den Wissenschaftlern im Juli 1965 eine herbe Enttäuschung bereitet: Kurz bevor die Sonde hinter dem Planeten verschwand, wurden ihre Funksignale auf dem Weg zur Erde durch die dünne Marsatmosphäre abgeschwächt. Aus den entsprechenden Daten leiteten die Forscher ab, dass die Marsatmosphäre einen Bodenluftdruck von maximal 30 Hektopascal oder drei Prozent des irdischen Luftdrucks besaß. Ein solcher Wert war so gering, dass Wasser in flüssiger Form auf der Planetenoberfläche ausgeschlossen werden musste. Damit wurde auch allen Spekulationen über zumindest einfaches pflanzliches Leben auf dem Mars ein jähes Ende bereitet. Solche Hoffnungen waren während der großen Annäherung des Mars an die Erde im August 1956 abermals aufgelebt.
Von Mariner 9 zu den Viking-Sonden
Zu Beginn der siebziger Jahre übermittelte Mariner 9, der erste künstliche Satellit des Mars, dann etliche Bilder von dessen Oberfläche, auf denen mutmaßliche Spuren von früherem Wasser zu erkennen waren. Sollte es über längere Zeit und in größeren Mengen Wasser auf dem Planeten gegeben haben, müsste allerdings ein deutlich höherer Bodenluftdruck geherrscht haben, für den man zunächst jedoch keine Belege fand.
Mitte der siebziger Jahre landeten die beiden Viking-Sonden auf dem Roten Planeten. Ihre Messungen korrigierten zwar die aktuellen Luftdruckwerte am Marsboden noch einmal deutlich nach unten - auf etwa sechs Hektopascal oder 0,6 Prozent des irdischen Wertes -, lieferten aber zugleich Hinweise darauf, dass die Marsatmosphäre früher tatsächlich deutlich dichter gewesen sein muss. Beim Sauerstoff war der Anteil an schwereren Sauerstoff-18-Isotopen (mit zwei zusätzlichen Neutronen im Kern gegenüber der "normalen" Sauerstoff-16-Variante) zumindest gegenüber der irdischen Häufigkeit deutlich erhöht. Für Atmosphärenforscher ist das ein Hinweis darauf, dass ein nicht unerheblicher Anteil des leichteren Sauerstoff-16 im Laufe der Planetengeschichte in den Weltraum entkommen ist.
Als möglicher Auslöser für eine solche Ausdünnung gilt zumeist der Sonnenwind, ein ständig von der Sonne ausgehender Strom elektrisch geladener Teilchen. Beobachtungen unter anderem mit der europäischen Raumsonde Mars Express zeigen, dass eine solche Ausdünnung auch heute noch stattfindet. Sie liefern aber keinen Hinweis auf frühere Verlustraten, und so mussten die Angaben über die Dichte der ursprünglichen Marsatmosphäre entsprechend vage bleiben.
Am Rand des Kraters Huygens
Nun haben die Forscher an mehreren Stellen Hinweise auf Karbonatgesteine in größerer Tiefe unter der Marsoberfläche gefunden. Das lässt nach Ansicht der Forscher den Schluss zu, dass in der Frühgeschichte des Mars größere Mengen an Kohlendioxid in Sedimentgesteinen abgelagert wurden. James Wray von der Cornell University in Ithaca (New York) ist, wie er jetzt auf der "Lunar and Planetary Science Conference" in Texas berichtet hat, unter anderem im Randbereich des rund 470 Kilometer großen Kraters Huygens in der südlichen Hochlandregion des Planeten auf die verräterischen Spuren gestoßen.
Bei der Entstehung des Kraters waren große Mengen an Tiefengestein aufgewirbelt und am Kraterrand abgelagert worden. Dort, wo später kleinere Einschläge diesen Kraterrand an einigen Stellen noch einmal zusätzlich "aufschlossen", hat ein abbildendes Spektrometer an Bord des Mars Reconnaissance Orbiter eisen- beziehungsweise kalziumhaltige Karbonatgesteine in unmittelbarer Nähe zu Tonmineralen nachgewiesen. Beide Gesteinsarten entstehen normalerweise in einer nassen Umgebung.
Und natürlich die Frage nach Wasser
Bereits vor etwa einem halben Jahr waren vergleichbare Gesteinspaarungen im rund tausend Kilometer entfernten Krater Leighton aufgefallen. Schon damals war der Verdacht geäußert worden, dass diese Karbonate durch einen Meteoriteneinschlag aus größerer Tiefe an die Oberfläche gebracht worden sind und daher große Mengen an Karbonatgesteinen unter mächtigen Lavaschichten und Kraterauswurfmaterial verborgen sein könnten.
Da die eisen- und kalziumreichen Karbonate auf der Erde typischerweise am Meeresboden und auf dem Grund großer Seen zu finden sind, verraten entsprechende Funde auf dem Mars möglicherweise nicht nur etwas über die Geschichte der Marsatmosphäre und den Verbleib eines Großteils der ursprünglich in ihr enthaltenen Kohlendioxidmengen. Sie setzen auch, falls man an anderen Stellen des Roten Planeten ähnliche Entdeckungen macht, eine langfristige Präsenz größerer Wassermassen auf dem Mars voraus.
Milliarden schwer
Christopher Kern (ChristopherKern)
- 26.03.2011, 08:29 Uhr
Nichts wie hin...
Thomas J. Huber (tjhuber)
- 26.03.2011, 18:17 Uhr
