Heute ist der Mars nur noch ein trockener, kalter Wüstenplanet, denn seine Atmosphäre ist zu kalt und zu dünn, um dauerhaft die Bildung flüssigen Wassers zu ermöglichen. Doch mittlerweile gilt als gesichert, dass das nicht immer so war. Die Überreste von Flussbetten und Mineralien, die sich nur in Gegenwart von flüssigem Wasser bilden, belegen, dass vor Jahrmilliarden einmal beachtliche Mengen Wasser auf dem Planeten geflossen sind. Es scheint klar, dass dieses Nass parallel zum Verlust der Atmosphäre des Mars verschwunden ist.
Isotope des Argon geben Hinweise
Als eine mögliche Ursache für diesen Verlust der Gashülle galt bereits der Effekt des Sonnenwindes. Es handelt sich dabei um einen konstanten Strom von elektrisch geladenen Teilchen, der von der Sonne ausgeht. Er ist in der Lage, Gasteilchen aus der Atmosphäre zu reißen und ins All zu verblasen. Im Gegensatz zum Mars ist die Erde durch ihr Magnetfeld vor diesem Effekt geschützt. Wie stark der Sonnenwind unseren Nachbarplaneten geprägt hat, blieb bisher allerdings unklar. Die Forscher um Bruce Jakosky von der University of Colorado in Boulder sind dieser Frage nun durch die Untersuchung von Spuren des Edelgases Argon in der bis heute verbliebenen Marsatmosphäre nachgegangen. Die entsprechenden Messungen stammten von der Raumsonde MAVEN der NASA sowie von dem Mars Rover Curiosity. Wie die Forscher erklären, eignete sich Argon besonders gut als Indikator für den Verlust der atmosphärischen Gase durch den Effekt des Sonnewindes, da es als Edelgas nicht durch chemische Bindnungsprozesse vom Gestein absorbiert worden sein kann.
Im Fokus der Forscher standen die unterschiedlichen Konzentrationen von zwei Isotopen des Argon in der heute noch verbliebenen Marsatmosphäre. Isotope sind Atome des gleichen Elements, die aber verschiedene Massen besitzen. Weil das leichtere der beiden Isotope eher in den Raum entweichen kann, blieb im Lauf der Milliarden von Jahren mehr von dem schwereren Isotop in der Mars-Atmosphäre zurück, erklären die Forscher. Das Team konnte dadurch die Informationen über die Anreicherung dieses schweren Isotops als Hinweis nutzen, wie intensiv der Mars in seiner Geschichte atmosphärisches Argon verloren hat.
“Lost in space”
Nachdem die Forscher bestimmt hatten, wie stark der Sonnenwind das Argon ausgedünnt hat, waren auch Rückschlüsse zum Verlust der anderen Bestandteile der Atmosphäre möglich – vor allem des Kohlendioxids. Diesem Bestandteil kam wohl eine wichtige Rolle als wärmendes Treibhausgas in der einst freundlichen Ära des Mars zu. Die Auswertungen der Forscher ergaben konkret: Etwa 65 Prozent des Argons, das die Marsatmosphäre ursprünglich einmal besessen hat, sind im Lauf der Jahrmilliarden in den Weltraum verloren gegangen. Den Forschern zufolge gilt deshalb auch für das Kohlendioxid: “Der Großteil dieses Gases ist ebenfalls durch den Effekt des Sonnenwindes verschwunden”, sagt Jakosky.
Den Forschern zufolge hat der Mars vermutlich schon relativ früh in seiner Geschichte einen Großteil seiner Atmosphäre eingebüßt, da die Sonne in ihrer Jugend besonders intensive Winde von sich gegeben hat. Irgendwann verwandelte sie den Mars dadurch in den trockenen Wüstenplaneten, den wir heute kennen. Doch klar bleibt: Zu Beginn hat er wohl durchaus für eine lange Zeit potenziell lebensfreundliche Bedingungen geboten. Ob damals allerdings mikrobielles Leben entstanden ist, bleibt weiterhin eine der spannendsten Fragen der Forschung.
An der Grenze des Periodensystems
