Wie lange das Mars-Wasser sprudelte

Dieses Höhenmodell des Mars zeigt das 2300 Kilometer breite Hellas Basin als blauen Fleck. Credit: MOLA Science Team

Mars-Landschaften mit Flüssen, Seen und Meeren – es gilt mittlerweile als gesichert, dass es auch auf unserem Nachbarplanet einst flüssiges Wasser gab. Doch hat es sich nur um vergleichsweise kurze Nass-Perioden gehandelt, oder gab es langfristig lebensfreundliche Bedingungen? Eine Untersuchung von Sedimentstrukturen auf dem Mars legt nun nahe: Vor etwa 3,8 Milliarden Jahren gab es eine Feuchtperiode, die sich über Hunderte von Jahrmillionen erstreckt hat.

Die Studie der Forscher um Francesco Salese von der italienischen Universität Chieti-Pescara basiert auf Auswertungen von Daten des ESA-Satelliten Mars Express und des Mars Reconnaissance Orbiters der NASA. Im scharfen Blick der Sonden standen die geologischen Strukturen der sogenannten "inter-crater plains" nördlich des 2300 Kilometer breiten Hellas Basins auf dem Mars. Es handelt sich um einen der größten bekannten Einschlagskrater in unserem Sonnensystem. Vermutlich ist er vor etwa vier Milliarden Jahren entstanden. "Diese Ebenen am nördlichen Rand von Hellas galten bislang als vulkanischen Ursprungs", sagt Salese. "Wir haben dort hingegen dicke Bänderstrukturen von Sedimentgestein festgestellt".

Sediment-Strukturen identifiziert

Die Analysen von Aufnahmen natürlicher Verwerfungen, an denen die Untergrundstrukturen sichtbar werden, ergaben: In den Ebenen gibt es etwa 500 Meter dicke Bänder von geschichtetem Gestein. Den Forschern zufolge zeigt es einige Merkmale, die für Sedimentgesteine typisch sind, wie sie auf der Erde durch langandauernde Wasser-getriebene Erosion und Ablagerungen entstehen. Die Forscher fanden zudem Hinweise auf Tonminerale, die sich ebenfalls bei wasserreichen Bedingungen bilden. "Wir glauben, dass für die Entstehung dieser Sedimente eine feuchte Umgebung verantwortlich war, die es bei Hellas vor etwa 3,8 Milliarden Jahren gegeben hat", sagt Salese. "Und was noch wichtiger ist: Diese Periode muss lange gedauert haben – es muss ich um Hunderte von Jahrmillionen gehandelt haben", so der Wissenschaftler.

Dies untermauert nun das "langfristig nasse Modell" der Klimageschichte des Roten Planeten. Bislang gelten nämlich zwei Versionen als möglich. Erstens: Der Mars hat einst über einen langen Zeitraum hinweg eine feuchte und warme Atmosphäre besessen, die eine Bildung von Gewässern auf der Oberfläche ermöglichte. Zweitens scheint aber auch möglich, dass der Mars durch vorübergehenden Vulkanismus immer nur kurze Perioden feuchten und warmen Klimas erlebt hat, die weniger als 10.000 Jahre angedauert haben. Beide Szenarien könnten für die vom Wasser geprägten Spuren verantwortlich sein, die Forscher in den letzten Jahren auf dem Mars festgestellt haben.

Gab es genug Zeit für die Entwicklung von Leben?

Welche Entwicklungsgeschichte zutrifft, hat nicht nur große Bedeutung für das Verständnis der geologischen Entwicklung unseres Nachbarplaneten: "Informationen dazu, ob Mars für eine lange Zeit feuchtes und warmes Klima geboten hat, ist zentral wichtig für die Suche nach Spuren einstigen Lebens", sagt Co-Autor Nicolas Mangold von der Universität Nantes in Frankreich. Denn wenn es immer nur kurze Perioden mit Wasserversorgung gegeben hat, scheint eine Entwicklung von Leben eher unwahrscheinlich. "Wenn wir verstehen, wie sich das Marsklima entwickelt hat, werden wir auch besser einordnen können, ob es dort vielleicht einst Leben gegeben hat und wo man dessen Spuren am ehesten finden könnte", so Mangold. Den Forschern zufolge könnten dabei vor allem die Tonminerale interessant sein. In ihnen könnten Spuren potenziellen mikrobiellen Lebens erhalten geblieben sein.

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