leben in der eisbrühe

Vertraut und fremd zugleich wirken die Klippen von Cape St. Vincent. Der Felsvorsprung aus rotem Sandstein könnte irgendwo am Rand des Grand Canyons liegen – wäre der Himmel über der Wüstenlandschaft nicht so merkwürdig rot. Tatsächlich befinden sich die fein geschichteten, vom Wind rund geschliffenen Felsblöcke auf dem Mars. Die Szene hat die Panorama-Kamera des Roboters Opportunity fotografiert. Das darauf deutlich erkennbare Gestein am Rand des Kraters Victoria ist typisch für diese Mars-Landschaft. „Meridiani Planum” heißt sie, „Meridian-Ebene” – ein Gebiet so groß wie die alte Bundesrepublik, das am Kreuzungspunkt des Mars-Äquators mit dem nullten Längengrad liegt. Seit über fünf Jahren untersucht Opportunity dort die Geologie. 16 Kilometer hatte der unerwartet langlebige Roboter dabei bis Ende Juli zurückgelegt. Doch noch immer fragen sich die Planetenforscher: Wie sind die gewaltigen Ablagerungen von Meridiani Planum entstanden? Bis zu 800 Meter dick ist das Sedimentgestein dort – genug, um ganz Deutschland 300 Meter hoch zu bedecken.

Kurz nach der Landung vermutete das Rover-Team noch, auf die Reste eines ausgetrockneten Mars-Ozeans gestoßen zu sein: „Wir glauben, dass Opportunity an der Küstenlinie eines früheren Meeres parkt”, verkündete Chef-Wissenschaftler Steven Squyres von der Cornell University im März 2004. Er war sogar sicher, eine der zentralen Fragen der Mars-Forschung beantworten zu können: „ Diese Umwelt war geeignet für Leben.” Chemische Analysen zeigten, dass das Gestein an Opportunitys Landestelle große Mengen Schwefel enthält. Die entsprechenden Mineralien, Sulfate, bleiben auf der Erde zurück, wenn ein Gewässer in einem trockenen Klima allmählich eindampft.

ERST WIND, dann Wasser

Doch inzwischen ist klar: In Meridiani Planum gab es nie ein Meer. Die gewaltigen Sulfat-Ablagerungen sind vielmehr versteinerte Dünen, wie Squyres und seine Kollegen im Mai 2009 in der Zeitschrift „Science” klarstellten. Erst nachdem der Wind die Staubkörner vor etwa 3,7 Milliarden Jahren angeweht hatte, kamen sie in Kontakt mit Wasser – und zwar mit Grundwasser, das von unten in die Ablagerungen eindrang und die Körner zu einem bröckeligen Gestein verfestigte. Ob die angefeuchteten Dünen besonders lebensfreundlich waren, ist zweifelhaft. „Um die Körner zu verkleben, war nicht viel Wasser nötig”, sagt Paul Niles vom Johnson Space Center der NASA in Greenbelt, Maryland. „Die Ablagerungen waren wohl nur so feucht wie Lehm.” Bessere Bedingungen für mögliche Mars-Mikroben hatten aber wohl geherrscht, als die Dünensedimente entstanden. Das Rover-Team vermutet, dass sich beim Aufstieg des Grundwassers kleine Salzseen bildeten, die rasch verdunsteten und die Sulfate zurückließen.

Eine ganz andere Hypothese vertreten Paul Niles und sein Kollege Joseph Michalski von der Universität Paris Sud. Sie vermuten, dass die Sulfate in einem großen kilometerdicken Eisschild entstanden sind, der sich vor vier Milliarden Jahren in der Nähe von Meridiani Planum erstreckte. Dieses Eis müsste reich an Schwefel gewesen sein, den die damals aktiven Mars-Vulkane in die Atmosphäre bliesen. Auch viel Staub müsste sich in dem Eisschild angesammelt haben – vor allem aus Basalt, dem häufigsten Gestein der Mars-Kruste. „Die dunklen Staubkörner absorbierten das Sonnenlicht und erwärmten sich”, vermutet Niles. Rund um die Körnchen schmolz demnach das Eis. Das Wasser in den voneinander isolierten Eiskammern war wegen des Schwefels recht sauer. Diese Säure reagierte mit dem Basalt zu unterschiedlichen Sulfaten, unter anderem zu Jarosit, einem Eisensulfat, das Opportunity mit seinem Mößbauer-Spektrometer tatsächlich nachwies. Als das Eis verschwunden war, blieb eine Mischung aus Sulfaten und verwittertem Gestein zurück, die der Wind verwehte, nimmt Niles an.

Am ÄQuator kälter als an den Polen

„Unser Modell kann erklären, warum Sulfate verschiedener Löslichkeit gründlich miteinander vermischt sind”, sagt Niles. In einem austrocknenden Gewässer würde man dagegen übereinander liegende Schichten verschiedener Salze erwarten. „Das Eismodell bietet von allen bisherigen Ideen zur Entstehung der Sedimente wahrscheinlich die besten Bedingungen für einstiges Leben auf dem Mars”, meint Brian Hynek von der University of Colorado in Boulder. Wieso sich in der Nähe des Mars-Äquators solch ein riesiger Eisschild aufgebaut haben sollte, ist allerdings unklar. Niles und Michalski haben dazu zwei Hypothesen: Entweder kreiste der Rote Planet einst um eine andere Achse, die einen Pol in der Gegend von Meridiani Planum hatte. Oder die Drehachse des Mars war früher so stark geneigt, dass es am Äquator kälter war als an den Polen. Doch Hynek kritisiert: „Keine Klimasimulation schafft es, kilometerdicke Eismassen in der Nähe von Meridiani Planum zu produzieren.”

Ob Eis oder nicht: Der Mars war auf jeden Fall wohl schon in seiner Jugend ein frostiger Planet. Die Klimamodelle lassen vermuten, dass der Treibhauseffekt dort nie richtig in Gang kam. „ In der einst dichteren Mars-Atmosphäre bildeten sich Wolken aus Kohlendioxid-Eis, die das Sonnenlicht reflektierten und den Planeten abkühlten”, erklärt Johannes Brückner vom Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz, der das Röntgenfluoreszenz-Spektrometer von Opportunity betreut. Der Forscher glaubt, wie inzwischen viele seiner Kollegen, dass sich stehende Gewässer nicht lange auf der Mars-Oberfläche halten konnten, sondern rasch austrockneten.

Leben durch Frostschutzmittel

Wahrscheinlich war dieses Wasser eine salzige, saure Brühe, die selbst bei Temperaturen unter Null Grad Celsius flüssig blieb. Gelöste Stoffe wie Eisen, Magnesium, Kalzium, Chlor und Natrium wirkten wie ein Frostschutzmittel, schrieben Forscher um Alberto Fairén vom Ames Research Center der NASA kürzlich im Fachblatt „nature”. Überraschend: Die Kälte hätte Leben begünstigt. Denn bei Temperaturen über Null könnte in einem derart reaktiven Gemisch fast keine irdische Mikrobe überleben. Bei niedrigen Temperaturen wäre das aber durchaus möglich.

Opportunity ist inzwischen auf dem Weg zu seinem nächsten Ziel: dem Riesenkrater Endeavour. Der 22 000 Meter weite und 300 Meter tiefe Kessel verspricht genauere Einblicke in die Geschichte von Meridiani Planum. „Ich würde zu gerne die Aussicht vom Kraterrand sehen”, sagt Steven Squyres. Ein ehrgeiziges Ziel: Endeavour liegt 16 Kilometer von Victoria entfernt – das ist genauso weit wie der Weg, den der Rover bis Ende Juli insgesamt auf dem Mars zurückgelegt hat. ■

Ute Kehse, Geophysikerin und Wissenschaftsjournalistin, würde gern zum Mars reisen. Sie ist ein Fan von Robinsons Science-Fiction-Trilogie „Mars”.

von Ute Kehse