Geburt im Feuer

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Während sich der Marsrover Curiosity im Krater Gale auf seine ersten Messungen vorbereitet, wirft ein Team auf der Erde neue Fragen über die Vergangenheit des roten Planeten auf. Aus Messungen der Sonden Mars Reconnaissance Orbiter und Mars Express schließen Alain Meunier und seine Kollegen, dass der Mars vor vier Milliarden Jahren kein warmer, lebensfreundlicher Himmelskörper war, sondern vor allem ein Vulkanplanet. Die ausgedehnten Vorkommen von Tonmineralen auf der Oberfläche seien in Lavaströmen entstanden, berichten die Forscher.

Tonminerale bilden sich auf der Erde meist durch langsame Verwitterung von Vulkangestein wie Basalt. Beim Kontakt mit Wasser wandelt sich zum Beispiel das dunkle Mineral Pyroxen aus dem Basalt in wasserhaltige Schichtsilikate um ? den Grundbestandteil von Tonmineralien. Planetenforscher werteten die Anwesenheit größerer Mengen von Tonmineralien auf dem Mars daher bislang als Hinweis darauf, dass es für längere Zeit Wasser auf dem Planeten gab ? entweder in Form von Seen auf der Oberfläche, als Grundwasser oder als Hydrothermalwasser, das im Untergrund zirkulierte.

Da die Tonminerale nur in Regionen des Mars zu finden sind, die mehr als 3,7 Milliarden Jahre alt sind, gingen Planetenforscher bislang davon aus, dass der rote Planet zu diesem Zeitpunkt austrocknete und sein Wasser verlor. Meunier und seine Kollegen entwerfen nun allerdings ein anderes Szenario: Ihrer Meinung nach kristallisierten die Tonminerale direkt in Lavaströmen aus. Die Kruste des jungen Mars enthielt wahrscheinlich einige Prozent Wasser. Somit dürfte auch die Lava wasserhaltig gewesen sein. Als das glutflüssige Gestein allmählich erkaltete, kristallisierten nach und nach unterschiedliche Mineralien aus. Zum Schluss blieb eine wässrige Lösung übrig, aus der Tonminerale direkt entstanden.

Wie die Forscher berichten, gibt es auch auf der Erde Beispiele für diesen Prozess. Sie verglichen daher das Spektrum von Tonmineralen vom Vulkan-Atoll Mururoa im Pazifik mit den Messwerten der Sonden Mars Express und Mars Reconnaissance Orbiter. Wie sie berichten, weisen beide die gleichen Merkmale auf. Auch eine Analyse von Mars-Meteoriten stützt die These der Forscher.

Die Tatsache, dass die Tonminerale nur in älteren Regionen des Mars zu finden sind, erklären Meunier und seine Kollegen folgendermaßen: Sie nehmen an, dass der Mars durch Vulkanausbrüche nach und nach das Wasser verlor, das in der Kruste gespeichert war. Die Marslava enthielt daher mit der Zeit immer weniger flüchtige Bestandteile. Ab einem gewissen Zeitpunkt war nicht mehr genug Wasser vorhanden, um Tonminerale zu formen.

Auch Curiosity soll im Krater Gale nach Tonmineralen suchen. Die Analysegeräte des Roboters sind allerdings nicht genau genug, um etwa anhand von Spurenelementen oder der Form der Mineralien zu entscheiden, ob sie in Feuer oder Wasser geboren wurden. Ohnehin könnte der Krater Gale ein Sonderfall sein: Vieles spricht dafür, dass hier tatsächlich für längere Zeit ein See existierte. Dies ist zumindest die bislang gängige Erklärung für die fünf Kilometer dicken Sedimentschichten, aus denen Mount Sharp besteht, der Berg im Zentrum des Kraters.

Alain Meunier (Université de Poitiers, Frankreich) et al: Nature Geoscience, Online-Vorab-Publikation, doi: 10.1038/ngeo1572 © wissenschaft.de – Ute Kehse

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