Die neu entdeckte Wasserwelt

Wüste, Wind und winterliche Kälte – so ist der Mars heute. Doch der Rote Planet war einmal ganz anders. Mars macht Mobil: In diesen Wochen starten gleich drei neue Raumsonden zu unserem Nachbarplaneten, um seine Oberfläche mit Bodenanalysen und ferngesteuerten Fahrzeugen zu erforschen. Und zwei weitere Sonden – Mars Global Surveyor und Mars Odyssey – funken zur Zeit unablässig Daten aus der Umlaufbahn: Sie lassen fantastische Bilder entstehen mit schroffen Kraterlandschaften, riesigen Canyons und gewaltigen Staubstürmen. Manche Höhenprofile des Mars sind sogar genauer vermessen als die auf der Erde. Allmählich gibt der Rote Planet seine Geheimnisse preis, und die Rätsel um sein Wasser und Klima beginnen sich zu lüften. Das ist entscheidend für eine Antwort auf die Frage nach Leben auf dem Mars, denn zumindest erdähnliches Leben ist auf Wasser angewiesen. Denkbar sind drei Möglichkeiten: • Es gab niemals Leben auf dem Mars. • Es gibt Leben auf dem Mars, aber es existiert nicht auf der Oberfläche, sondern im Mars-Boden – vielleicht in kilometertiefen Gesteinsrissen und Lavaspalten, geschützt vor der harten Ultraviolett-Strahlung der Sonne und den eisigen Temperaturen. Dass Mikroorganismen auf der Erde in solchen weltabgewandten Tiefen gedeihen, weiß man erst seit wenigen Jahren. Unabhängig vom Sonnenlicht ernähren sie sich von Mineralien und Wasserstoff. Friedemann Freund vom Ames-Forschungszentrum der NASA im kalifornischen Moffett Field vermutet sogar, dass die Menge unterirdisch lebender Organismen größer ist als die auf der Erdoberfläche. • Mars ist heute tot, aber er war früher belebt, und chemische Fossilien könnten bis heute erhalten geblieben sein. Wenn das der Fall ist, besteht eine gewisse Chance für die europäische Raumsonde Beagle 2, solche Spuren in einigen Monaten zu finden. Experimente der 1976 gelandeten Viking-Sonden konnten keine biochemischen Aktivitäten nachweisen. 1996 gaben US-Forscher bekannt, Lebensspuren im Antarktis-Meteoriten ALH 84001 gefunden zu haben, der vom Mars stammt und beim Einschlag eines Himmelskörpers ins All geschleudert wurde. Winzige Versteinerungen sowie chemische Spuren – polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe und Karbonat-Ablagerungen mit Magnetit und Eisensulfiden – erinnerten an Bakterien und deren Stoffwechselprodukte. Diese Interpretation ist jedoch bis heute umstritten. Vermutlich handelt es sich um irdische Verunreinigungen, mineralische Produkte – oder Fehlinterpretationen. Außerordentliche Behauptungen erfordern jedenfalls außerordentliche Beweise, und daran mangelt es bislang. Dass Mars einst eine lebensfreundliche Welt gewesen sein könnte, ist aber nicht bloß eine blühende Science-Fiction- Fantasie. Denn vieles deutet darauf hin, dass er vor drei bis vier Milliarden Jahren eine dichtere Atmosphäre besaß, höhere Temperaturen und wahrscheinlich sogar Flüsse und einen Ozean. Höhenmessungen von Mars Global Surveyor sowie Fotos der Viking-Orbiter zeigen mutmaßliche Küstenlinien und andere Relikte eines bis zu 1000 Meter tiefen Ozeans im Norden des Roten Planeten (bild der wissenschaft 8/2000, „Der vermessene Mars” ). Ende 2000 sorgten Michael Malin und Kenneth Edgett von Malin Space Science Systems Inc. in San Diego – die Betreiber der Hochleistungskamera an Bord von Mars Global Surveyor – für großes Aufsehen (bild der wissenschaft 2/2001, „Mars-Gestade”). Weit verstreut über den Mars entdeckten sie wenige Meter bis einige Hundert Meter dicke Schichten, die wie Pfannkuchenstapel aussehen und teils kilometerhoch sind. Dabei handelt es sich wahrscheinlich um Sedimente, auch wenn andere Erklärungen denkbar sind. Sedimente würden darauf schließen lassen, dass es einst Tausende von Seen in und zwischen Kratern gegeben hat. Die Schichten befinden sich beispielsweise in den Schluchten von Valles Marineris. Dieser Canyon ist so riesig, dass er sich auf der Erde von New York bis nach Los Angeles erstrecken würde. Weitere Fundorte sind das westliche Arabia Terra, das nördliche Terra Meridiani, das nordöstliche Hellas Basin sowie West Candor Chasma und Mawrth Vallis – also vorwiegend Gegenden im Bereich der marsianischen Tiefebenen, plus/minus 30 Breitengrade um den Mars-Äquator herum. Auch anderswo hat Mars Global Surveyor sporadische Sedimentvorkommen aufgespürt, etwa in Elysium Planitia weit im Süden. Manche Krater, wie Henry in Arabia Terra, sind mit 10000 Kubikkilometer Sedimentschichten gefüllt. Inzwischen steht fest, dass sich in den Gesteinen Umweltveränderungen widerspiegeln. „Wir wissen seit den Aufnahmen von Mars Global Surveyor, dass es auf Mars verschiedene Gesteinsschichten gibt. Aber erst die neuen Daten der Odyssey-Sonde zeigen, dass die Schichten unterschiedlich aufgebaut sind. Das beweist, dass sich die Umweltbedingungen im Lauf der Zeit verändert haben, in der die Sedimente entstanden”, sagt Philip Christensen, Professor an der Arizona State University in Tempe und Chefwissenschaftler des Odyssey-Kamerateams. Infrarotaufnahmen der Sonde zeigten in der Region Terra Meridiani mindestens vier Schichten mit verschiedenen Temperaturen. Das liegt entweder an unterschiedlicher Größe, mineralischer Zusammensetzung oder Dichte der abgelagerten Gesteine. Die Ursachen dafür sind noch unklar. In Frage kommen klimatische Umbrüche, die das Gestein nachträglich verändert haben, Vulkanausbrüche, aus deren Lava oder Asche die Schichten bestehen, oder wechselnde Entstehungsbedingungen unter dem Einfluss von Wind und Wasser. Dass Mars zahlreiche Spuren vehementer Erosion und sogar katastrophaler Fluten zeigt, haben schon Aufnahmen der Raumsonden Mariner 9 sowie Viking 1 und 2 in den siebziger Jahren enthüllt. So existiert auf den Mars-Hochländern ein verzweigtes Netz aus „ Abflusskanälen” aus zirka ein bis drei Kilometer breiten und meist weniger als 100 Kilometer langen gewundenen Tälern (die Drainagen-Dichte ist 100- bis 1000-mal geringer als auf der Erde). Die meisten dieser Täler sind über drei Milliarden Jahre alt und münden in sedimentbedeckte Senken. Die größte liegt bei den 1800 beziehungsweise 900 Kilometer messenden Kratern Hellas und Argyre. Bekannt sind auch riesige, bis zu 200 Kilometer breite und 2000 Kilometer lange Abflusskanäle mit Spuren von großen Seen an ihrem Ende und stromlinienförmigen Inseln in Tälern, ähnlich wie sie auch auf der Erde existieren. Die Fließgeschwindigkeiten waren mit teilweise über 270 Kilometer pro Stunde enorm und übertrafen mit Transportvolumen von 0,01 bis 1 Milliarde Kubikmetern pro Sekunde selbst die bei großen Fluten auf der Erde. Ein ganzes Netz von Strömen, Flüssen und Seen muss die äquatorialen Hochländer von den nördlichen bis zu den südlichen mittleren Breiten des Mars überzogen haben. Das ergab ein aufwendiges Computermodell, das Marc G. Kramer am Ames Research Center erstellt hat. Grundlage sind die exakten Höhenprofile vom Mars Global Surveyor. Die Sonde hat die Topographie des Mars auf weniger als einen Meter genau kartiert (bild der wissenschaft 7/2001, „Das schärfste Profil”). „Viele der Relikte von Flüssen waren verbunden oder mündeten in Senken, die alten Böden von Seen ähneln. Die Ausdehnung der Flächen von einigen dieser Senken ist vergleichbar mit jener der Großen Seen in Nordamerika”, sagt Kramer. Er vermutet, dass das Wasser entweder aus unterirdischen Grundwasser-Reservoirs stammte oder von Niederschlägen, falls der Mars damals eine dichtere Atmosphäre besaß. Auch Geologen vom Smithsonian National Air and Space Museum haben auf den Hochländern die Umrisse eines einstigen Sees identifiziert, der so groß war wie Texas und Mexico zusammen. Seine Wassermassen schufen eines der größten Täler auf dem Roten Planeten, den Abflusskanal Ma’adim Vallis. Mit einer Länge von fast 900 Kilometern und einer Tiefe von mehr als zwei Kilometern ist er größer als der nordamerikanische Grand Canyon. „Mehr als das Fünffache des Wasservolumens der Großen Seen zwischen den USA und Kanada wurde in einer einzigen gewaltigen Flut freigesetzt”, sagt Ross Irwin. „Die Ausmaße des Sees – er war 2200 Kilometer lang – lassen darauf schließen, dass Mars einst wärmer und feuchter war, als bislang gedacht”, ergänzt sein Kollege Robert Craddock. Die Forscher haben noch zwei weitere Basins gefunden. In allen drei Seen war der Wasserspiegel ungefähr gleich hoch. Alle diese Stellen sind ideale Ziele für die Suche nach Spuren einstigen Lebens. Noch sind die Ursachen all dieser Erosionsspuren nicht definitiv bekannt. Fließendes Wasser liegt nahe – vielleicht wiederholte Fluten nach Klimawechseln, bedingt durch Änderungen der Bahnparameter des Roten Planeten. Aber auch Schmelzwasser bei Vulkanausbrüchen und anderen geologischen Aktivitäten ist denkbar oder Hangrutsche feuchter Vulkanasche („mass-wasting”). Dass Mars einst wasserreich war, lassen Bodenanalysen der Viking-Lander und der 1997 gelandeten Mars-Pathfinder-Mission genauso vermuten wie Untersuchungen der inzwischen über 20 Mars-Meteoriten, die auf der Erde aufgelesen wurden. Vor kurzem fanden Teresa L. Segura und Owen B. Toon von der University of Colorado in Boulder und Anthony Colaprete und Kevin Zahnle von Ames Research Center noch eine andere Erklärung für die Wasser-Erosion. Ihren Modellrechnungen zufolge könnten auch Meteoriteneinschläge die Quelle der brachialen Fluten sein. Dafür spricht, dass große Krater und Fluss-Systeme etwa gleich alt sind – über 3,8 Milliarden Jahre. Auch waren, den Satellitenfotos nach zu urteilen, die Flüsse auf dem Mars nicht so komplex wie die heute auf der Erde. So fehlen etwa kleinere Zuflüsse. Das spricht für sintflutartige Regenfälle und brachiale Abflüsse, die große Mengen von Schlamm mit sich rissen und tiefe Rinnen in den Boden gruben. Die 25 größten Einschläge auf dem Mars hinterließen Krater zwischen 600 und 4000 Kilometer Durchmesser. Ein 100 Kilometer großer Meteorit schlägt einen Krater von 600 Kilometer Durchmesser und setzt rund 1025 Joule an Energie frei. Das ist das 100- oder 1000fache der etwa 10 Kilometer großen kosmischen Bombe, die vor 65 Millionen Jahren auf die mexikanische Halbinsel Yucatán stürzte und ein Massenaussterben auf der Erde auslöste, das unter anderem die Dinosaurier ausrottete. Meteoriteneinschläge erzeugen eine heiße Glutwolke aus geschmolzenem und verdampftem Gestein. Bei diesem Inferno kann auch Wasser freigesetzt werden und eine gewaltige Sintflut erzeugen. Es kann aus vier verschiedenen Quellen stammen: • Aus dem Meteoriten selbst – bei einem Durchmesser von 100 Kilometern und einem Wassergehalt von fünf Prozent, wie er für bestimmte Planetoiden typisch ist (für Kometenkerne wäre das sogar sehr wenig), wird so viel Wasser frei, dass es den Mars mit einer 40 Zentimeter hohen Schicht bedecken könnte. • Aus dem Bereich des Einschlagskraters – dort sollte genug Wasser für eine ein Meter hohe Schicht vorhanden sein. • Von vereisten Polkappen, die aufgrund des globalen Temperaturanstiegs schmelzen. • Aus dem Mars-Boden insgesamt, dessen Eis durch die herabregnenden glühenden Trümmer förmlich herausgekocht wurde. Die Forscher schätzen, dass ein 1300 bis 2700 Grad heißer Steinregen auf die Oberfläche prasselte und diese binnen weniger Wochen auf 500 Grad erhitzte. Ein 250-Kilometer-Meteorit hätte genügt, um die ganze Mars-Oberfläche 50 Meter tief unter Wasser zu setzen. Ein Teil des Wassers wäre einige Zeit flüssig gewesen, bis die Temperaturen wieder unter den Gefrierpunkt sanken. Segura und ihre Kollegen schätzen die Zeit auf mindestens ein Jahr beziehungsweise über 100 Jahre bei Meteoriten von 100 beziehungsweise 250 Kilometer Durchmesser. Noch größere könnten sogar mehrere Jahrtausende lang die Temperaturen über dem Gefrierpunkt halten. Dieses Szenario ist überzeugend, denn die Einschläge haben tatsächlich stattgefunden. Umstritten ist jedoch, ob das Ausmaß des Bombardements ausreichte, um die beobachteten Oberflächenmerkmale zu erklären. Michael Carr vom US Geological Survey im kalifornischen Menlo Park, einer der besten Kenner des Mars, ist skeptisch: „Die Menge an Erosionsspuren ist einfach zu groß.” Er schätzt, dass 10- bis 100-mal mehr Wasser geflossen ist. Hinzu kommt, dass die Phase der großen Meteoriteneinschläge im Sonnensystem – und somit auch auf dem Mars – bereits vor 3,8 Milliarden Jahren endete. Jüngere Erosionsspuren haben deshalb wahrscheinlich andere Ursachen. Freilich ist die Datierung der Oberflächenmerkmale des Mars schwierig und ungenau. Alfred S. McEwen von der University of Arizona in Tucson schätzt, dass die letzte große Mars-Flut nur etwa 10 Millionen Jahre zurückliegt und die 1000 Kilometer langen Risse in den Cereberus Plains nördlich des Äquators erzeugt hat, insbesondere eine Region namens Athabasca Valles. Über 600 Kubikkilometer Wasser scheinen dort in Bewegung gewesen zu sein. McEwen glaubt, dass die Flut von thermischen Prozessen im Planeten ausgelöst wurde. Das könnte auch künftig wieder geschehen. Und tatsächlich haben die Raumsonden Anzeichen von Lavaflüssen entdeckt. Auf noch immer präsente geologische Aktivitäten deuten auch dunkle Streifen an Hängen in Regionen um den Mars-Äquator hin, die schon in den siebziger Jahren von den Viking-Orbitern entdeckt wurden. Sie ziehen sich hinab an Senken und Talwänden und verlängern sich teilweise in die Täler hinein. Ihren Ursprung haben sie an den Grenzen verschiedener Gesteinsschichten. Manche Streifen haben sich erst nach Ankunft von Mars Global Surveyor im April 1999 gebildet. Wissenschaftler wie Justin C. Ferris vom US Geological Survey in Denver, Colorado sprechen von „forensischer Geomorphologie”: „ Wir suchen nach dem Schuldigen hinter den Erscheinungen. Aber es könnte sich auch um eine ganze Bande handeln, nicht um einen Einzeltäter. Trockene Hangrutsche mögen für manche der dunklen Streifen verantwortlich gewesen sein, aber sicher nicht für alle. Wir können zwar nicht mit Gewissheit sagen, ob die Streifen unter dem Einfluss von Wasser entstanden sind oder nicht. Doch vieles spricht dafür.” Ferris vermutet, dass die Streifen von salz- und mineralienreichem Wasser gebildet wurden, das heißes Magma aus dem Mars-Inneren herausgetrieben hatte. Vergleichbares ereignet sich jedenfalls auf der Erde, besonders in trockenen Regionen. „ Dasselbe könnte in Tharsis oder Elysium geschehen, bei denen wir annehmen, dass magmatische Aktivitäten dort regionale hydrothermale Systeme antreiben.” Die Streifen wären dann gleichsam als Phantombilder der Abflüsse übrig geblieben – und ein Indiz dafür, dass der Rote Planet immer noch hydrologisch aktiv ist. Dann aber könnte sich bis heute primitives Leben in der Nähe der untermarsianischen Wärmequellen verbergen. Auch dem „Motor”, der letztlich allen geologischen Aktivitäten zugrunde liegt, ist ein Wissenschaftlerteam nun auf die Spur gekommen. Vor wenigen Wochen teilten Charles Yoder vom Jet Propulsion Laboratory im kalifornischen Pasadena und seine Kollegen mit, dass Mars einen geschmolzenen äußeren und einen festen inneren Kern besitzt – wie die Erde. Das schlossen sie aus den mit Radiosignalen extrem genau vermessenen Bahndaten von Mars Global Surveyor sowie den Viking-Orbitern und der Mars-Pathfinder-Mission von 1997. Die Gezeitenkräfte der Sonne verformen Mars um knapp einen Zentimeter, was den Orbit von Mars Global Surveyor um ein Tausendstel Grad pro Monat verschiebt. Das erlaubt Rückschlüsse auf das Mars-Innere. Die Forscher nehmen an, dass der geschmolzene äußere Kern aus flüssigem Eisen besteht, dem einige leichtere Elemente wie Schwefel beigemischt sind. „Der Kern-Durchmesser beträgt etwa 1500 bis 1800 Kilometer”, sagt Yoder – der Kern nimmt also rund die Hälfte des Planeten ein, ähnlich wie bei Erde und Venus. Als Anzeichen junger geologischer Aktivität gelten auch zahlreiche Fließspuren an Hängen, Krater- und Talwänden. Auf mehreren Hundert Fotos haben Michael Malin und Kenneth Edgett diese als Gullys bezeichneten Rinnen entdeckt (bild der wissenschaft 9/2000, „Mars-Gullys: Neue Hoffnung auf Leben”). Sie sind höchstens einige Millionen Jahre alt, vielleicht sogar nur wenige Jahrhunderte, und liegen in Gegenden zwischen 30 und 70 Grad nördlicher und südlicher Breite, beispielsweise in Gorgonum Chaos, Nirgal und Dao Vallis sowie in den Kratern Hale, Maunder, Newton und Rabe. Malin und Edgett vermuteten, dass sie durch einen plötzlichen, geysirartigen Ausbruch von aufgestautem Wasser entstanden sind. Dann müsste es heute noch in 100 bis 400 Meter Tiefe große Wasservorräte zwischen Gesteinsschichten geben. Die Durchschnittstemperaturen von minus 70 bis minus 100 Grad sprechen allerdings dagegen – der Boden sollte mindestens zwei Kilometer tief gefroren sein. Freilich könnte es Magmakammern geben, die Eis schmelzen lassen. Doch vielleicht wurden die Gullys ja nicht von Wasser erzeugt, sondern von Solen, oder von Schlammflüssen aus kollabierten Permafrostböden. Auch die Explosion von Clathraten – Einschlussverbindungen von Gas in Kristallen – kommt in Frage. In diesem Fall wäre Kohlendioxid, das bei tiefen Temperaturen und hohem Druck in Wassereis eingeschlossen ist, bei Erwärmung oder Druckabfall freigesetzt worden und hätte explosionsartig Gestein freigesprengt – die Gullys wären also durch die herunterfallenden Trümmer entstanden. Eine andere Erklärung schlug Nick Hoffmann von der University of Melbourne vor: Demnach wurden die Gullys von Lawinen aus gefrorenem Kohlendioxid gebildet, die Rinnen und Täler gruben. Im Mars-Winter bei bis zu minus 130 Grad gefriert Kohlendioxid aus der Atmosphäre und lagert sich als Trockeneis ab. Taut es auf, geht es aufgrund des geringen Atmosphärendrucks direkt in die gasförmige Phase über. Getragen von einer Gasschicht könnten dann Brocken des Trockeneises wie kleine Luftkissenboote talwärts gerutscht sein und dabei Sand und Staub mit sich gerissen haben, spekuliert der australische Geologe. Doch Philip Christensen hat im März noch eine andere Erklärung veröffentlicht. Sie ist vermutlich die definitive Lösung des Rätsels – im Fachblatt „nature” stand sein Artikel sogar groß auf dem Titelblatt. Er argumentiert überzeugend, dass schmelzender Schnee die Ursache der Gullys wäre. Denn Schmelzwasser unter den Schneemassen sei vor der sofortigen Sublimierung in der dünnen Mars-Atmosphäre geschützt. „Die Rinnen sind sehr jung. Das hat mich immer beunruhigt. Wenn es auf dem Mars nämlich dicht unter der Oberfläche Grundwasser gibt, wieso sollte es dort Jahrmilliarden geblieben und erst kürzlich ausgeflossen sein?”, kritisiert Christensen die These von Malin und Edgett. „Außerdem erheben sich die Kraterränder über die Umgebung, und die Kanäle beginnen ganz oben.” Entscheidend für Christensens Erklärung war seine Beobachtung, dass sich die Gullys immer nur auf der kälteren Seite der Täler und Krater befinden, also zum jeweils näheren Mars-Pol hin ausgerichtet sind. „Warum ist das so? Der kälteste Ort ist der unwahrscheinlichste, hätte schmelzendes Grundwasser die Gullys verursacht.” Schnee sammelt sich dagegen am ehesten an den kältesten Stellen an. „Wenn die Temperaturen steigen, beginnt der Schnee zuerst an den Oberkanten der Hänge zu schmelzen. Das erklärt, warum alle Gullys so weit oben beginnen.” Ganz ähnliche Mechanismen gibt es auf der Erde, etwa in Grönland. Diese Erklärung ist keine gute Nachricht für alle, die sich flüssiges Wasser und Leben auf dem Mars wünschen. Doch sie schließt beides auch nicht aus – und schon gar nicht, dass heute noch Wasser in signifikanten Mengen auf unserer Nachbarwelt existiert, wenn auch vielleicht nur in gefrorener Form. Der wahrscheinlichste Ort für Eisvorkommen sind die Mars-Pole, wo schon moderate irdische Teleskope helle Kappen zeigen. Ihr Volumen ist größer als das des Grönlandeises. Vom Nordpol ist schon länger bekannt, dass dort Wassereis vorkommt, während am Südpol bislang nur Trockeneis aus gefrorenem Kohlendioxid nachgewiesen war. Mit Infrarotaufnahmen von Mars Global Surveyor und Mars Odyssey gelang jedoch inzwischen der Nachweis von Wassereis auch am Mars-Südpol. Auf einem Gebiet von bis zu 10 Kilometer Durchmesser kann sich das Eis auf der Oberfläche halten, wie Fotos ergaben, die die Temperaturänderungen am Tag und in der Nacht dokumentieren. „Sand und Staub erhitzen sich rasch, Steine langsamer und Wassereis noch langsamer”, erläutert Timothy Titus vom U.S. Geological Survey in Flagstaff, Arizona. „ Wird es im Mars-Sommer wärmer, verwandeln sich die obersten Schichten von schmutzigem Wassereis zu trockenem Staub, weil sich das Eis verflüchtigt. Das von uns entdeckte Wasser könnte buchstäblich bloß die Spitze des Eisbergs sein. Unter der Südpol-Kappe sind vielleicht riesige Mengen von Wassereis verborgen.” Das ist eine gute Nachricht für künftige robotische Bodenproben – und langfristig für bemannte Landungen. Denn Menschen sind auf Wasser angewiesen – nicht nur für Nahrung und Hygiene, sondern auch als potenzieller Rohstoff für die Treibstoff-Erzeugung (Wasserstoff und Sauerstoff). Außerdem: Alles, was sich vor Ort finden lässt, braucht nicht mitgenommen zu werden und erspart so gewaltige Kosten. Auch den Nordpol haben die Raumsonden im Visier. „Wir sehen Hinweise auf große Mengen von Wassereis dort, sogar mehr als am Südpol”, sagt William Boynton von der University of Arizona in Tucson. Allerdings unterliegt die Größe der Polkappen jahreszeitlichen Schwankungen (siehe Kasten „Klimawandel auf dem Mars”). So schrumpfte die Nordpol-Kappe im Mars-Sommer Mitte Oktober letzten Jahres beträchtlich. Ein Drittel des Wasser- und Kohlendioxid-Eises verdampft jährlich und schlägt sich später wieder auf dem Boden nieder. Aufgrund der tiefen Temperaturen und des geringen Luftdrucks geht das Eis direkt von der festen in die gasförmige Phase über. Dabei kann sich der Atmosphärendruck von 6 auf 30 oder 40 Millibar erhöhen (Erde: 1000 Millibar). Dadurch könnte sich bei entsprechenden Temperaturen stellenweise sogar flüssiges Wasser halten. Das war möglicherweise vor Jahrhunderten der Fall und geschieht vielleicht auch künftig wieder. „Unsere Messungen zeigen, dass die Veränderung der Eismasse am Südpol 30 bis 40 Prozent größer ist als am Nordpol, was sehr gut mit den Vorhersagen der Modelle für die Mars- Atmosphäre übereinstimmt”, berichtet Charles Yoder. Die atmosphärische Dynamik lieferte auch den letzten Puzzlestein zur Erklärung der Gullys. Woher kommt der Schnee, der sie formte? Im Gegensatz zur sehr stabilen Erdachse schwankt die Neigung der Rotationsachse vom Mars beträchtlich – im Verlauf von 100000 Jahren bis einer Million Jahre zwischen 15 und über 35 Grad. Im Sommer können durch Verdampfen und Ausfrieren bis zu zwei Zentimeter der polaren Eisschichten in die mittleren Breiten verlagert werden. Der umgekehrte Prozess im Winter ist 5- bis 50-mal langsamer, so dass sich bei extremer Achsenneigung ein Zentimeter Wassereis pro Jahrzehnt als Schnee in den mittleren Breiten ablagert. Wird es dort vorübergehend wärmer, schmilzt beziehungsweise verdampft er wieder. Philip Christensen zufolge sind diese Prozesse ausreichend, um binnen 5000 Jahren die Gullys zu formen. Der Mars hat heute noch mehr zu bieten: Mit den Gammastrahlen- und Neutronenspektrometern der Raumsonde Mars Odyssey haben William Boynton und seine Kollegen riesige Eisfelder aufgespürt. Die Instrumente können den Gehalt von Wasserstoff-Atomen im Boden messen, die Bestandteile der Wasser-Moleküle sind. Die Forscher fanden auffällige Signale vom 60. Grad südlicher Breite bis zum Südpol. Boynton: „Das ist mehr Eis, als wir erwartet haben.” Am 60. Breitengrad liegt das Eis etwa 60 Zentimeter unter der Oberfläche, beim 75. Breitengrad ist es nur 30 Zentimeter tief. Aus den Daten errechneten die Forscher, dass Wassereis einen Gewichtsanteil von 35 plus/minus 15 Prozent hat. Da Eis weniger dicht ist als das umgebende Gestein, muss es volumenmäßig über 50 Prozent ausmachen. Ein Eimer voll Mars-Boden wäre also zu mehr als der Hälfte mit Wasser gefüllt – mit schmutzigem Eis. Auch in den mittleren Breiten gibt es Anzeichen von einem erhöhten Wasserstoff-Gehalt, was einigen Massenprozenten an Wasser entspricht. Aber es kommt dort wohl nicht als Eis vor, sondern ist in den Mineralien chemisch gebunden. Die Geschichte des Mars ist voller Sensationen. Schon in relativ kleinen Teleskopen lassen sich zahlreiche Oberflächendetails erkennen: Helle und dunkle Regionen, weiße Polkappen und gelbliche Wolken. 1877 glaubte der Direktor der Mailänder Sternwarte, Giovanni Schiaparelli, ein netzartiges System von Linien auf der Oberfläche des Roten Planeten zu erkennen. Er sprach von „canali” (italienisch „Rinne, Rille”), was die Fantasie seiner Zeitgenossen alsbald zu einem komplexen Kanalsystem der „kleinen grünen Männchen” ausfabulierte, mit dem diese Wasser von den Polen in ihre ausgetrockneten Lebensräume leiteten. 1896 veröffentlichte Percival Lowell vom Flagstaff Observatory in Arizona genaue Karten dieser planetaren Wasserversorgung und schrieb: „Wir können dies mit Gewissheit als Hinweis einer Lebensform auffassen, die unserer überlegen ist” . „Grün” wurden die Marsianer übrigens erst 1911, als „Tarzan” -Autor Edgar Rice Burroughs seinen Roman „A Princess of Mars” schuf. Und 1938 verließen unsere Nachbarn dann ihre sterbende Heimat, machten sich daran, die Erde zu erobern und sorgten in Orson Welles’ Radio-Hörspiel „Der Krieg der Welten” (nach dem gleichnamigen Roman von H. G. Wells aus dem Jahr 1896) für einen werbewirksam inszenierten Invasionsschock. Die Flut von Science-Fiction-Romanen und -Filmen ist seither nicht abgerissen. Das heizt die Fantasie an und ist ein Grund, warum Mars der populärste Planet ist. Die Realität sieht freilich anders aus. Wissenschaftler wären heute schon froh, wenigstens ein paar fossile Spuren von Mars-Mikroben zu finden. Aufgrund der neuen Erkenntnisse stehen die Chancen womöglich gar nicht so schlecht – auch wenn es fraglich ist, ob ferngesteuerte Roboter mit einem eng begrenzten Aktionsradius und wenigen Instrumenten fähig sein werden, den Nachweis zu führen. Im Vergleich zu grünen Mars-Menschen oder hochzivilisierten Bewässerungsarchitekten würden primitive Mars-Bakterien zwar etwas armselig anmuten – eine wissenschaftliche Sensation wären sie aber allemal. KOMPAKT • Fotos und Messungen der Satelliten Mars Global Surveyor und Mars Odyssey haben jetzt bewiesen: Auf dem Mars gab und gibt es viel Wasser – und er ist geologisch aktiv. • Der Start der europäischen Mission Mars Express und zweier amerikanischer Raumsonden mit Landefahrzeugen steht kurz bevor. Sie werden Bodenproben des Roten Planeten analysieren und nach Spuren früheren Lebens fahnden. Rüdiger Vaas