Ob die gewaltigen Tharsis-Vulkane, uralte Lavaschichten oder der größte Vulkan des Sonnensystems, Olympus Mons: Sie alle zeugen von der „feurigen“ Vergangenheit des Mars. Doch wie lange hielt diese vulkanisch aktive Phase unseres Nachbarplaneten an? Die prominentesten Vulkanformationen des Mars sind alle schon Milliarden Jahre alt, daher galt der Planet lange als geologisch tot.
Doch inzwischen mehren sich die Hinweise auf eine noch anhaltende Aktivität im Marsuntergrund. Indizien dafür sind unter anderem junge, erst wenige zehntausend Jahre alte vulkanische Ablagerungen im Gebiet der Cerberus Fossae. In dieser Region knapp nördlich des Äquators durchschneiden mehrere fast tausend Kilometer lange Grabenbrüche die Marsoberfläche. Dieses Gebiet ist zudem Ursprung zahlreicher Beben, die die NASA-Landesonde Mars InSight ab 2018 aufgezeichnet hat.
Woher kommt das Chlorwasserstoffgas?
Neue Indizien für eine anhaltende vulkanische Aktivität des Mars hat nun ein internationales Forschungsteam um Alexander Trokhimovskiy von der Universität Bern entdeckt. Ausgangspunkt waren winzige Spuren von Chlorwasserstoff, die die europäische Raumsonde ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) ab 2021 in der Marsatmosphäre detektierte. Weil dieses Gas schnell chemisch abgebaut wird, musste es relativ frisch entstanden oder freigesetzt worden sein – aber wodurch?
Die ESA-Sonde Trace Gas Orbiter analysiert die Marsatmosphäre mithilfe mehrere Spektrometer. Diese werten Absorptionsspektren des durch die Gashülle fallenden Sonnenlichts aus. — © ESA
Zumindest einen Teil des Chlorwasserstoffs führen Planetenforscher auf perchlorathaltigen Staub zurück. Im Südsommer der marsianischen Südhalbkugel wirbeln Staubstürme diesen Staub auf und die höheren Temperaturen lassen das Perchlorat verdampfen. Doch es könnte eine weitere Quelle von Chlorwasserstoff auf dem Mars geben: vulkanische Aktivität. Denn wie Trokhimovskiy und seine Kollegen erklären, wird dieses Gas auf der Erde häufig aus Erdspalten und Gasaustritten in Vulkangebieten freigesetzt.
Könnte dies auch auf dem Mars der Fall sein? Um dies zu überprüfen, haben die Forschenden die Chlorwasserstoff-Daten des Trace Gas Orbiter noch einmal genauer analysiert. Dabei achteten sie besonders auf regionale oder lokale Häufungen des Chlorwasserstoffs.
Gashäufung über dem Alba Mons
Tatsächlich stieß das Team auf eine Auffälligkeit: In einem Gebiet nördlich des Vulkans Alba Mons detektierte die Orbitersonde erhöhte Konzentrationen von Chlorwasserstoff– und dies außerhalb der für solche Gasnachweise typischen Saison. Alba Mons liegt am nördlichen Rand der Tharsis-Vulkanregion und gilt als der flächenmäßig größte Vulkan des Roten Planeten. Er ist zwar nur knapp sieben Kilometer hoch, hat aber eine Ausdehnung von 3000 mal 2000 Kilometern. Alba Mons galt allerdings wie alle Tharsis-Vulkane als schon lange erloschen.
Der Marsvulkan Alba Mons (in der Bildmitte) liegt am Nordrand des Tharsis-Vulkangebiets. Er ist zwar niedriger als Olympus Mons, hat aber eine größere Fläche. — © NASA / JPL-Caltech / Arizona State University
„Als ich mir die räumliche Verteilung der Gasaustritte ansah, war mir sofort klar, dass eine vulkanische Ursache dahinterstecken musste“, berichtet Co-Erstautor Daniel Mège von der polnischen Akademie der Wissenschaften in Warschau. „Allerdings galt es, diesen Verdacht erst noch wissenschaftlich zu belegen.“ Dafür untersuchten die Forschenden den nördlichen Bereich von Alba Mons genauer, unter anderem mithilfe von Kameraaufnahmen des Trace Gas Orbiter und Infrarotmessungen.
Frische Spalten im Untergrund
Dabei zeigte sich: „Die Orte, an denen wir Chlorwasserstoff detektiert haben, liegen oberhalb einer deutlich erkennbaren Ansammlung von Spalten im Untergrund“, berichten Trokhimovskiy und seine Kollegen. Diese teils dicht nebeneinander liegenden Brüche sind mehrere Kilometer lang, aber nur einige Dutzend Zentimeter breit. „Diese Strukturen waren in früheren Kartierungen nicht sichtbar“, so die Forschenden. Sie vermuten daher, dass diese Krustenrisse relativ neu entstanden sind.
Dafür spricht auch, dass diese Spalten trotz ihrer geringen Breite gut erkennbar sind: „Sie müssten durch Staubansammlungen und saisonale Eisbildung sonst rasch von der Oberfläche verschwinden“, erklärt das Team. Ob die Spalten und das Gas vulkanischen Ursprungs sein könnten, prüften die Forschenden anhand weiterer Daten und mithilfe eines geophysikalischen Modells. „Wir mussten sorgfältig, kritisch und zugleich kreativ vorgehen, um das Vorhandensein von Chlorwasserstoff zu erklären“, sagt Mège.
Aktiver Vulkanismus in der Tiefe
Auf Basis dieser Analysen kommen die Forschenden zu dem Schluss: „Unsere Ergebnisse lassen sich am besten dadurch erklären, dass im Marsuntergrund noch immer vulkanische Prozesse ablaufen“, schreiben sie. Die frischen Spalten am Alba-Mons-Vulkan zeugen demnach von Magmabewegungen oder hydrothermaler Aktivität im Untergrund. Durch die dabei aufgerissenen Spalten steigen dann vulkanische Gase auf, in diesem Fall Chlorwasserstoff. Weil die Spalten aber im Winter durch Eis verschlossen sind, wird dieses Gas erst im Frühsommer frei – deshalb wird es nur in dieser Zeit dort nachgewiesen.
Ebenfalls für solche vulkanischen Gasaustritte sprechen auffällige Farbveränderungen der Oberfläche rund um die Spalten. Nach Ansicht von Trokhimovskiy und seinem Team könnte es sich dabei um Ausfällungen aus dem Vulkangas handeln – ähnlich wie die Ablagerungen rund um vulkanische Fumarolen auf der Erde. Das bedeutet: Unter der kalten Oberfläche des Mars könnten auch heute noch vulkanische Prozesse im Gange sein.
Diese Aufnahme zeigt einen 20 x 29 Kilometer großen Ausschnitt der frischen Spalten am Nordhang des Alba Mons. Die weißlichen Stellen könnten Ablagerungen aus vulkanischen Gasen sein, die aus diesen Spalten aufsteigen. — © ESA/TGO/CaSSIS
Geeignete Habitate für marsianisches Leben?
Das wirft auch ein neues Licht auf mögliche Lebensformen auf dem Mars. Denn wenn in den Spalten des Alba Mons heiße Gase aufsteigen und auf ihrem Weg Wassereis schmelzen oder Grundwasser aufheizen, könnte dies warme, potenziell lebensfreundliche Oasen im Marsuntergrund schaffen. Die hydrothermalen Systeme unter den Vulkanspalten könnten Mikroorganismen sowohl die Energie als auch die chemischen Voraussetzungen für Wachstum und Überleben bieten.
„Gleichzeitig böte diese Umgebung Schutz vor den lebensfeindlichen und wechselhaften Bedingungen an der Oberfläche“, erklärt Mège. „Die Suche nach möglichem Leben in den Spalten mit Gasaustritten in der Region um Alba Mons wäre daher durchaus vielversprechend.“
Quelle: Alexander Trokhimovskiy (Universität Bern) et al., Science Advances, 2026; doi: 10.1126/sciadv.aeb9422
