Gesundheit : Die Meere des Mars

Bevor die Vulkane explodierten: Astronomen rekonstruieren die Geschichte des Planeten

Rainer Kayser

Auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten Mars gibt es viele Strukturen, die gewundenen Flussläufen oder Küstenlinien von Seen und Meeren ähneln. Doch wann und in welchem Umfang es auf dem Roten Planeten offenes Wasser gegeben haben könnte, war heftig umstritten. Nun konnte ein internationales Forscherteam erstmals die Geschichte des Klimas rekonstruieren.

Dabei zeigte sich, dass der Mars in den ersten 600 Millionen Jahren eine ziemlich dichte Atmosphäre besaß. Auf der Oberfläche gab es vermutlich ausgedehnte Wasserflächen – Seen oder gar Meere. Daraus könnte primitives Leben entstanden sein. Durch den späteren radikalen Klimawandel konnten sich jedoch keine komplexen Lebensformen wie auf der Erde entwickeln. Heute ist auf dem Mars von Wasser nichts mehr zu sehen. Seit 3,2 Milliarden Jahren ist es dort knochentrocken und lebensfeindlich.

Das lässt sich aus Daten von Mars Express ableiten. Die europäische Sonde kreist seit Dezember 2003 um den Roten Planeten und nimmt ihn mit zahlreichen Detektoren und Kameras unter die Lupe. Darunter ist Omega, ein Spektrograf für den nahen Infrarotbereich. Diese Strahlung eignet sich gut zum Nachweis von Mineralien, die unter dem Einfluss von Wasser entstanden sind. Im Verlauf eines Marsjahrs – das sind 687 irdische Tage – hat Omega bereits 90 Prozent der Oberfläche untersucht. Das von dem Franzosen Jean-Pierre Bibring geleitete Team stieß auf zahlreiche Regionen, die reich an Lehmen sind. Lehme entstehen durch die Verwitterung von Gestein in Wasser mit einem niedrigen Säuregehalt. Daraus schließen die Forscher, dass die Lehme in einer sehr frühen Phase der Marsgeschichte entstanden sein müssen. Diese „Phyllozian“ genannte Periode habe rund 600 Millionen Jahre gedauert.

Durch den Zerfall radioaktiver Stoffe hat sich in diesem Zeitraum im Inneren des Planeten so viel Hitze aufgestaut, dass es anschließend zu einem Zeitalter mit starkem Vulkanismus kam, dem „Theiikian“. Die großen, viele Kilometer hohen Schildvulkane auf dem Mars zeugen heute noch von dieser Epoche. Durch Vulkanausbrüche reicherte sich Schwefel in der Atmosphäre an, so dass der Regen sauer und schwefelsäurehaltig wurde. In den 500 Millionen Jahren des Theiikians bildeten sich auf der Marsoberfläche schwefelhaltige Mineralien wie Gips und Grauer Hämatit. Dies konnte das Team um Bibring mit dem Omega-Detektor nachweisen. Einer der Hauptfundorte für diese Sulfatmineralien ist Valles Marineris. Der größte Canyon im Sonnensystem ist 4000 Kilometer lang, bis zu 700 Kilometer breit und sieben Kilometer tief.

Am Ende dieser Epoche kühlte der Mars aus: Der Vulkanismus kam zum Erliegen, ebenso der innere Dynamo, der bis dahin ein globales Magnetfeld erzeugt hatte. In der Folge verlor unser Nachbarplanet nahezu vollständig seine Atmosphäre und das Wasser verschwand von der Oberfläche. Der Mars versank im frostigen und trockenen „Siderikian“-Zeitalter, das bis heute andauert.

Aus dieser 3,2 Milliarden Jahre langen Zeit stammen die eisenoxidhaltigen Minerale, die Omega fast überall nachweisen konnte und die dem Planeten seine rote Farbe verleihen. Diese Mineralien entstanden durch chemische Reaktionen mit der Restatmosphäre, also ohne die Anwesenheit flüssigen Wassers.

Ein großer Teil des verschwundenen Wassers befindet sich vermutlich heute noch tief unter der Marsoberfläche. Dorthin könnten sich auch die in der Frühzeit des Planeten entstandenen primitiven Lebensformen zurückgezogen haben. Denn auch auf der Erde findet man tief in der Erdkruste Bakterien. Mit Hilfe des Spezialradars Marsis versucht Mars Express, dieses verborgene Wasser aufzuspüren.

Die Forscher hoffen aber auch, in den Lehmablagerungen auf Fossilien früherer Lebensformen zu stoßen. Ab November 2006 soll der amerikanische Mars Reconnaissance Orbiter die lehmigen Regionen mit einer gegenüber Omega zehnmal besseren Auflösung untersuchen. Eine dieser Regionen könnte dann Ziel des Mars Science Laboratory der Nasa werden, ein fahrbares Labor, das 2010 auf dem Roten Planeten landen soll.

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