Regenschauer auf dem roten Planeten

  • 10. July 2018

Mars-Flusstäler weisen typische Struktur von Erosion durch Starkregen auf.

Auf der Oberfläche des Mars gibt es Strukturen, die Gewässer­netzen auf der Erde ähneln. Wissenschaftler gehen deshalb davon aus, dass es auf dem roten Planeten einst genügend Wasser gegeben haben muss, um Fließ­gewässer zu speisen, die ihren Lauf in den Unter­grund einfraßen. Seit Jahren debattieren Forscher jedoch darüber, aus welcher Quelle das Wasser gestammt haben muss: War es Regen­wasser, das Bäche und Flüsse anschwellen ließ? Oder gab es im Boden Wasser­eis, das aufgrund vulkanischer Aktivitäten schmolz, aufstieß und Fließ­gewässer bildete? Jedes dieser Szenarien lässt komplett andere Schlüsse auf die Klima­geschichte des roten Planeten zu.

Abb.: Die Winkel von Fluss­verzweigungen – hier die Warrego Vallis-<wbr>Region – auf dem Mars sind spitz und entsprechen denen von Trocken­gebieten auf der Erde. (Bild: NASA / JPL / ASU)

Abb.: Die Winkel von Fluss­verzweigungen – hier die Warrego Vallis-Region – auf dem Mars sind spitz und entsprechen denen von Trocken­gebieten auf der Erde. (Bild: NASA / JPL / ASU)

Nun deutet eine neue Studie darauf hin, dass die Verzweigungs­struktur der ehemaligen Fluss­netz­werke auf dem Mars Parallelen hat zu derjenigen von Trocken­gebieten auf der Erde. Dies zeigen Hansjörg Seybold aus der Gruppe von James Kirchner, ETH-Professor am Institut für terrestrische Öko­systeme, und Planeten­spezialist Edwin Kite von der Universität Chicago.

Die Forscher schließen aus der Statistik aller auf dem Mars kartierten Fluss­täler, dass deren noch heute sichtbaren Verläufe durch ober­flächlichen Abfluss von (Regen-) Wasser geschaffen worden sein müssen. Den Einfluss von Grund- oder Schmelz­wasser aus dem Boden schließen sie daher aus.

Die mittlere Größe und die Verteilung der Verzweigungs­winkel der Fluss­täler auf dem Mars decken sich mit denjenigen von Trocken­gebieten auf der Erde. Dies spricht laut Hansjörg Seybold dafür, dass es auf dem Mars über einen längeren Zeit­raum hinweg zu sporadischen starken Regen­fällen gekommen sein muss und dass das Regen­wasser rasch ober­flächlich abgeflossen sein dürfte. Auf diese Weise entstehen Fluss­täler in Trocken­gebieten der Erde. In Arizona beispiels­weise auf einem Übungs­gelände der Nasa, wo Mars-Missionen vorbereitet werden, beobachteten die Forscher im Gewässer­netz dasselbe Muster.

Die Verzweigungswinkel auf dem Mars sind verhältnis­mäßig spitz. Seybold schließt daher den Einfluss von Grund­wasser­aufstößen auf dem Mars aus. Fluss­netzwerke, die stark von auf­quellendem Grund­wasser beeinflusst werden, wie man sie zum Beispiel in Florida findet, haben im Mittel stumpfere Verzweigungs­winkel zwischen den beiden Zuflüssen und decken sich nicht mit den spitzen Winkeln von Gewässern in Trocken­gebieten.

Bedingungen wie in heutigen irdischen Trockengebieten herrschten auf dem Mars wahrscheinlich nur während einer ziemlich kurzen Epoche vor circa 3,6 bis 3,8 Milliarden Jahren. In dieser Zeit könnte die Mars-Atmosphäre viel dichter gewesen sein als heute. „Neuere Forschung zeigt, dass es auf dem Mars wesentlich mehr Wasser gegeben haben muss als bislang angenommen“, sagt Seybold.

Eine Hypothese besagt, dass das nördliche Drittel des Mars damals von einem Ozean bedeckt gewesen war. Wasser verdunstete, kondensierte rund um die hohen Vulkane des südlich des Ozeans gelegenen Hoch­lands und führte dort zu vereinzelten, aber starken Regen­fällen. Dadurch formten sich Wasser­läufe, welche die heute zu beobachtenden Spuren auf dem Mars hinterließen.

Die große Frage ist, wohin das Wasser im Lauf der Zeit verschwunden ist. „Sehr wahrscheinlich ist das meiste davon ins Weltall verdampft. Es könnte aber noch in der Umgebung des Mars zu finden sein“, sagt der Physiker. Diese Frage müsse auf weiteren Mars-Missionen geklärt werden.

ETHZ / DE

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