Flüssiges Wasser am Mars-Südpol - wissenschaft.de
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Astronomie+Physik

Flüssiges Wasser am Mars-Südpol

Wasser auf dem Mars
Radarsignatur flüssigen Wassers (blau) unter dem Marseis (Grafik: ESA, INAF, Davide Coero Borga)

Gibt es heute noch flüssiges Wassers auf dem Mars? Bisher galt dies als eher unwahrscheinlich, doch nun könnten Forscher ein solches marsianisches Wasserreservoir gefunden haben. Bei Radaruntersuchungen der Südpol-Eiskappe des Roten Planeten haben sie unter dem Eis eine Zone mit auffällig starker Radarreflexion entdeckt. Sie schließen daraus, dass sich in 1,5 Kilometern Tiefe eine ganze Schicht mit flüssigem Wasser befinden könnte. Der Druck des aufliegenden Eises und ein hoher Salzgehalt könnten dieses Wasser vor dem Gefrieren bewahren.

Inzwischen scheint klar, dass der Rote Planet eine durchaus lebensfreundliche Vergangenheit hatte. Raumsonden und Marsrover haben in den letzten Jahren Hinweise auf frühere Seen, Flüsse und vielleicht sogar einen ganzen Ozean aus flüssigem Wasser entdeckt. Doch wie sieht es heute mit flüssigem Wasser auf dem Mars aus? Immerhin gibt es auf dem Planeten reichlich Wassereis – sowohl in den Eiskappen seiner Pole, als auch in Form von Gletschern und Eisvorkommen unter der Oberfläche. Der Nachweis von Perchlorat und anderen Salzen im Marsstaub könnte zudem darauf hindeuten, dass es unter der Oberfläche vielleicht sogar flüssige Salzlauge existiert – zumindest vorübergehend. Doch größere, länger bestehende Reservoire flüssigen Wassers galten bisher als eher unwahrscheinlich.

Radarblick unters marsianische Südpol-Eis

Jetzt jedoch könnten Roberto Orosei vom Nationalen Institut für Astrophysik in Bologna und seine Kollegen doch ein solches Wasserreservoir aufgespürt haben – unter der Eiskappe des Mars-Südpols. „Die Präsenz von flüssigem Wasser unter der Basis der marsianischen Eiskappen wurde schon vor mehr als 30 Jahren vermutet“, erklären die Forscher. Denn auch auf der Erde – beispielsweise in der Antarktis – kommt flüssiges Wasser unter dicken Eisschichten vor. Der große Druck des Eises und manchmal auch ein hoher Salzgehalt senken den Gefrierpunkt dieses Wassers und halten es dadurch trotz frostigen Temperaturen flüssig. Nachgewiesen wurden solche Wasserschichten unter irdischem Eis durch Radarmessungen. Weil flüssiges Wasser die Radarstrahlen anders reflektiert als Eis oder trockener Grund, zeigt sich seine Präsenz im Radarquerschnitt als besonders helle Schicht.

Eine solche Radarvermessung haben die Wissenschaftler nun auch für einen Teil der marsianischen Südpol-Eiskappe durchgeführt. Sie nutzen dafür die Daten des „Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding“ (MARSIS), einem Radarinstrument an Bord der Mars Express-Raumsonde der ESA. Für ihre Studie werteten die Forscher Radardaten von Mai 2012 bis Dezember 2015 aus, die bei der Radardurchleuchtung der Region Planum Australe aufgezeichnet wurden. Diese flache Ebene liegt auf 81 Grad Süd am Rand der marsianischen Südpol-Eiskappe und ist von einer geschichteten Decke aus Eis und Marsstaub bedeckt. Bei der Auswertung der Daten suchten die Forscher nach dem Radarsignal von flüssigem Wasser unter diesem geschichteten Eis.

Laugentümpel unter dem Eis

Und tatsächlich: „Im größten Teil des untersuchten Gebiets sind die basalen Reflexionen eher diffus und schwach“, berichten Orosei und sein Team. „Aber in einigen Bereichen sind sie sehr scharf abgegrenzt und von höherer Intensität als die umgebenden Bereiche oder die Oberfläche.“ Diese dünne Zone erhöhter Radarhelligkeit lag rund 1,5 Kilometer unter der Oberfläche der Eiskappe und erstreckte sich über ein rund 20 Kilometer breites Gebiet. Nach näheren Analysen dieser Radaranomalie und Vergleichen mit ähnlichen Radarmessungen in der Antarktis und auf Grönland kommen die Forscher zu dem Schluss, dass dieses Radarsignal auf die Präsenz von flüssigem Wasser im Marsuntergrund hindeuten muss. „Die hohen Leitfähigkeits-Daten dieses hellen Gebiets unter der Südpol-Eiskappe deuten darauf hin, dass dort wassergesättigtes Material oder Schichten flüssigen Wassers vorhanden sein müssen“, so die Wissenschaftler.

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Nach Ansicht von Orosei und seinen Kollegen sprechen ihre Ergebnisse dafür, dass es auf dem Mars noch ein stabiles Vorkommen von flüssigem Wasser gibt – versteckt unter dem Südpol-Eis des Roten Planeten. Ihren Schätzungen nach müsste die Temperatur an der Basis dieser Eiskappe bei etwa minus 68 Grad Celsius liegen – normales Wasser wäre längst gefroren. Doch wenn dieses Wasser genügend hohe Konzentrationen von Perchloratsalzen enthält, könnte dies seinen Gefrierpunkt so weit senken, dass es trotz Kälte flüssig bleibt. Wir halten es deshalb für plausibel, dass es an der Basis dieses Eises eine Schicht von flüssiger Perchlorat-Lauge gibt“, sagen die Forscher. „Diese Lauge könnte sich mit dem Untergrund zu Schlamm vermischt haben oder auf der Oberfläche des Untergrundgesteins lokale Laugen-Tümpel bilden.“ Sollte sich dies bestätigen, dann wären diese subglazialen Tümpel das bisher einzige Vorkommen von dauerhaft flüssigem Wasser auf dem Roten Planeten.

Quelle: Roberto Orosei (Istituto Nazionale di Astrofisica, Bologna) et al., Science, doi: 10.1126/science.aar7268

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