Die Frage, ob es je Wasser auf dem Mars gegeben hat, ist zugleich auch die Frage, ob es auf diesem Planeten je Leben gegeben haben könnte. Wer die Oberflächenstrukturen auf dem Mars deuten kann, weiß, dass das sehr wahrscheinlich ist.

(Bild: NASA)

Starke vulkanische Aktivitäten und ein Trommelfeuer hereinprasselnder Meteoriten entfachten zur der Zeit, als der Mars noch ein Protoplanet war, eine vulkanische Hölle. Dadurch entstand eine dichte Atmosphäre, die weitgehend aus Kohlendioxyd (CO2) bestand. CO2 ist ein starkes Treibhausgas, wodurch ein Treibhausklima entstand. Die kurzwelligen Lichtstrahlen konnten die Uratmosphäre durchdringen. Beim Auftreffen auf die Marsoberfläche wandeln sich die Strahlen in langwellige Wärmestrahlen um. Langwellige Wärmestrahlen können jedoch nicht mehr ins All reflektiert werden, weshalb Sonnenstrahlen den Mars langsam aber sicher aufheizten. Da die Durchschnittstemperatur auf dem Mars damals deutlich über 0°C lag, gab es natürlich flüssiges Wasser. Auf dem Mars herrschten damals irdische Temperaturen. Die auffälligsten Spuren aus dieser Zeit sind die vielen Trockentäler und leeren Seebecken. Da der Mars jedoch nicht über genügend Schwerkraft verfügt, kann er die Uratmosphäre auch nicht festhalten. Sie verflüchtigt sich ins Weltall.

Doch wo ist das Wasser des jungen Mars geblieben? Für flüssiges Wasser sind die heutigen Bedingungen auf dem Mars sehr ungünstig. Fast nie klettern die Temperaturen am Äquator über den Gefrierpunkt. Man könnte also annehmen, dass sich Wasser als Permafrost ("Dauerfrost") direkt unter der Oberfläche befindet. Der Druck der Atmosphäre muss aber mindestens 6 Millibar (0,6 kPa) betragen, damit Wasser überhaupt als Flüssigkeit existieren kann. Ist der atmosphärische Druck geringer, werden die physikalischen Bedingungen bizarr: das Wasser sublimiert, was heißt, es geht direkt vom gefrorenen Zustand in einen gasförmigen über. Durch den Prozess der Sublimation ist das oberflächennahe Wasser bereits verdampft, bevor es die Marsoberfläche erreicht. Aus diesem Grund vermutet man, dass Wasser auf dem Mars in Äquatornähe nur in einer Tiefe von 100 m und mehr existieren kann.

Fluviale Erosionsspuren in Einschlagskratern beweisen, dass gefrorenes Grundwasser durch einen Meteoriteneinschlag kurz aufgetaut wurde. Die Erosionsspuren des fließenden Wassers wurden nach dem Einschlag wieder schockgefroren. Durch den Nachweis von Methangas in der Marsatmosphäre ist man sicher, dass sich im Permafrostboden primitive Lebensformen befinden müssen. Methan ist ein flüchtiges Gas, das ständig erneuert werden muss.

Wissen kompakt

• Fluviale Formen - entstanden durch WasserFormen durch fließendes Wasser
• Fließendes Wasser schuf viele typische fluviale Formen auf dem Mars. Bild: NASA
• Wasser benötigt Temperaturen über 0°C, damit es fließen kann.
• Es wird vermutet, dass die von fließendem Gewässer geschaffenen Formen vor etwa drei Milliarden Jahren entstanden. In dieser Zeit wurden auch mächtige Sedimentschichten abgelagert.

Marsatmosphäre

• Da der Mars eine zu geringe Größe hatte, um seine Atmosphäre festzuhalten, diffundierte sie im Laufe von Millionen Jahre in den Weltraum.
• Die fehlende Atmosphäre wurde immer wieder durch starke vulkanische Aktivität ersetzt. Die Erosionsspuren ganzer Flusssysteme lassen vermuten, dass der Mars früher über viele Jahre ein wasserreicher Planet gewesen sein muss.
• Da der Mars eine zu geringe Masse besitzt, entwich langsam, aber stetig, immer mehr seiner Atmosphäre ins Weltall.
• Durch die aktiven Vulkane wurde aber lange die entwichene Atmosphäre immer wieder ausgeglichen.
• Als auf dem Mars die aktiven Vulkane langsam erloschen, wurde auch die Marsatmosphäre immer dünner.
• Dadurch sank der atmosphärische Luftdruck. Durch den fehlenden Luftdruck fing das Wasser bei Zimmertemperatur zu kochen- und es begann zu verdunsten.

Lassen sich auf dem Mars durch Satellitenbilder Wasservorkommen nachweisen?

• Auf den Satellitenaufnahmen vom Mars lassen sich ausgetrocknete Flussysteme erkennen.
• Sedimentgesteine können nur durch fluviale Erosion entstehen.
• Gullies enstanden an den Hängen von Einschlagkratern durch kurzfristiges Aufschmelzen von Permafrosteis im Boden.

© Alexander von Behaim-Schwartzbach