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Mars-Missionen : Der Erde so nah

  • -Aktualisiert am

Deutsche Instrumente für die Mars Rover: Bodo Bernhardt (li.), Rudolf Rieder mit dem APXS Bild: dpa

Daß es einst Wasser auf dem roten Planeten gegeben hat, ist für die Wissenschaftler keine große Überraschung.

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          Bei der amerikanischen Raumfahrtbehörde Nasa ist man begeistert, nicht zuletzt dank deutscher Technik. Zumindest für den Marsrover Opportunity scheint sich die Wahl des Landeplatzes, die Ebene Meridiani Planum, als richtig erwiesen zu haben. Ebenso wie der andere Rover, Spirit, sollte Opportunity vor allem nach Hinweisen auf die frühere Existenz von Wasser auf dem roten Planeten suchen. Die Erkundung durch die Raumsonde Mars Global Surveyor hatte gezeigt, daß sich Meridiani Planum durch größere Mengen an Hämatit auszeichnet, ein Mineral, das meistens in Verbindung mit Wasser entsteht. Tatsächlich hat Opportunity auch Hämatit in dem lockeren Marsboden aufgespürt. In der Beweisführung spielt das Hämatit jetzt zwar keine Rolle mehr, dafür hat man aber andere Befunde entdeckt, die sich kaum ohne die Einwirkung von Wasser erklären lassen.

          Daß es einst Wasser auf dem Mars gegeben hat, ist für die Wissenschaftler keine Überraschung. Schon allein wegen der kosmischen Nachbarschaft zur Erde muß der rote Planet in seiner Frühzeit unserem Heimatplaneten ähnlich gewesen sein, und das schließt höchstwahrscheinlich auch die damalige Existenz von Wasser ein. Darauf deuten im übrigen vielfältige Strukturen hin wie solche, die ausgetrockneten Flußbetten auffallend ähneln. Auch heute noch ist gefrorenes Wasser an den Marspolen gebunden. Mit der europäischen Raumsonde Mars Express kann dieses eindeutig von gefrorenem Kohlendioxyd unterschieden werden. In der Atmosphäre des Planeten hat der Mars Express zudem Wasserdampf nachgewiesen.

          Erhellende Details

          Was die Ergebnisse des Marsrovers auszeichnet, sind die Details, die jetzt zutage treten. Nach den Informationen der Nasa hat Opportunity vier unterschiedliche Hinweise auf die Tätigkeit von Wasser geliefert, von denen sich einige allerdings auch anders erklären ließen. Die Forscher haben im gewachsenen Gestein innerhalb des Kraters, in dem Opportunity gelandet ist, kleine Kügelchen gefunden, die ihrer Meinung nach vermutlich die Folge chemischer Lösungen in porösem Gestein sind. Sie könnten wie Perlen in Austern Schicht um Schicht gewachsen sein. Andere - zum Beispiel vulkanische - Erklärungen sind jedoch noch nicht ganz auszuschließen. Hohlräume deuten darüber hinaus ihrer Form nach auf die frühere Existenz von Kristallen hin, die sich in "Salzwasser" aus Salzmineralen gebildet haben und später entweder von weniger salzigem Wasser weggeschwemmt oder forterodiert wurden. Als drittes führt die Nasa die Entstehung bestimmter Schichten des Gesteins quer zu dessen Hauptschichten auf die Einwirkung von Wasser zurück. Am überzeugendsten sind aber chemisch-mineralogische Meßdaten, die Opportunity zur Erde übertragen hat.

          Schon verhältnismäßig früh haben die Forscher am Landeplatz von Opportunity mit dem Alpha Particle X-Ray Spectrometer (APXS) des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz Schwefel und Chlor in dem auf dem Gelände verteilten feinkörnigen Sand entdeckt, den die Amerikaner "tarmac soil" (Teerboden) nennen. Dies allein war noch keine Überraschung; denn der Sand ist fast überall auf dem Mars, zumindest in mittleren Breiten, vorhanden, wobei sein Verhältnis von Chlor zu Schwefel weitgehend identisch ist. Das zeigen Messungen an den Landeplätzen der Sonden Viking 1 und 2 aus den siebziger Jahren, des Mars Pathfinder und der beiden jetzt auf dem Mars arbeitenden Rover. Im festen Gestein hat der Mars Pathfinder die Elemente, die auf Chlorwasserstoffgas und Schwefeldioxyd - Stoffe häufig vulkanischen Ursprungs - hinweisen, hingegen nicht entdeckt.

          Einst Sand in Wasser aufgelöst

          Nach Meinung von Rudolf Rieder, der für das APXS-Spektrometer verantwortlich ist, dürften wohl Staubstürme den Sand über den Planeten verteilt haben. An einigen Stellen enthält der Sand Zusätze, die vermutlich vom lokalen Gestein abgetragen worden sind. Am Landeplatz des Pathfinder zum Beispiel findet man - ebenso wie im dortigen Gestein - eine deutliche Anreicherung an Kalium, während im Gusev-Krater, wo Spirit gelandet ist, wesentlich weniger Kalium nachgewiesen wurde.

          Die eigentliche Überraschung kam, als sich Opportunity dem gewachsenem Gestein in seiner Umgebung zuwendete - keinem festen Gestein, sondern Material, das eine ähnliche Konsistenz wie Ziegelsteine hat und vermutlich in Wasser abgelagert wurde. In einigen der "Steine" sind, wie die Forscher entdeckten, Schwefel und Brom besonders stark angereichert. Das Brom ist vermutlich einst zusammen mit dem Chlor von Marsvulkanen ausgespieen worden.

          Für Rieder gibt es nur einen Prozeß, der die Anreicherung vernünftig erklärt. Demnach wurde in der Ebene Meridiani Planum einst Sand in Wasser aufgelöst - in eine wäßrige Phase gebracht, wie die Chemiker sagen. Wenn das Wasser verdunstet, fallen zuerst die Chloride aus. Die Bromide bleiben länger erhalten, doch schließlich fallen auch sie aus, was zu der Anreicherung führt. Im Salzbett am Toten Meer findet man eine ähnlich entstandene Anreicherung an Bromiden, die allerdings nicht ganz so hoch ist wie im Marsgestein an Opportunitys Landeplatz.

          Die Messungen mit dem Mößbauer-Spektrometer "Mimos II" an Bord von Opportunity, für das Göstar Klingelhöfer vom Institut für Anorganische Chemie und Analytische Chemie der Universität Mainz verantwortlich ist, deuten ebenfalls auf die frühere Existenz von Wasser an der Landestelle hin. Mit dem Gerät fanden die Forscher in den Steinen, die zusammen die Bezeichnung El Capitan erhalten haben, das eisenhaltige Mineral Jarosit, ein hydriertes Eisensulfat, das in der beobachteten Phase einen Wasserbestandteil in Form von Hydroxyl enthält. Auf der Erde entsteht das Mineral durch wäßrige Verwitterung, es kann dort nur mit Wasser erzeugt werden. Auf dem Mars dürfte es denselben Ursprung haben, womit die bisherigen Vorstellungen von dem Planeten deutlich verfestigt worden sind.

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