Angesichts der staubigen, ausgetrockneten Landschaft des Mars ist es kaum zu glauben, dass er einst einen riesigen Ozean besaß. Eine kürzlich durchgeführte NASA-Studie des Roten Planeten mit den leistungsstärksten Infrarot-Teleskopen der Welt weist eindeutig auf einen Planeten hin, der eine Wasserfläche enthielt, die größer ist als der Arktische Ozean der Erde.
Bei einer gleichmäßigen Verteilung über den Mars-Globus hätte es die gesamte Oberfläche bis zu einer Tiefe von etwa 137 m bedeckt. Wahrscheinlicher ist, dass sich das Wasser in den tief liegenden Ebenen sammelt, die einen Großteil der nördlichen Hemisphäre des Mars bedecken. An manchen Stellen wäre er fast 1,6 km tief gewesen.
Drei der besten Infrarot-Observatorien der Welt wurden verwendet, um normale bis schwere Wassermengen in der Marsatmosphäre zu untersuchen, insbesondere die Polkappen, um eine globale Karte des Wassergehalts des Planeten zu erstellen und auf einen alten Ozean zu schließen. Bildnachweis: NASA/GSFC
Hier ist nun der gute Teil. Bevor sie Molekül für Molekül in den Weltraum flogen, umspülten Wellen die Wüstenküsten für mehr als 1,5 Milliarden Jahre – länger als die Zeit, die das Leben auf der Erde brauchte. Implizit hatte das Leben auch auf dem Mars genug Zeit, um in Schwung zu kommen.
Ein Wasserstoffatom besteht aus einem Proton und einem Elektron, aber seine schwere Form, Deuterium genannt, enthält auch ein Neutron. HDO oder schweres Wasser ist im Vergleich zu normalem Trinkwasser selten, aber da es schwerer ist, bleibt es eher hängen, wenn die leichtere Form in den Weltraum verdampft. Bildnachweis: NASA/GFSC
Mit den drei leistungsstärksten Infrarot-Teleskopen der Erde – dem W. M. Keck Observatory auf Hawaii, dem Very Large Telescope der ESO und der Infrared Telescope Facility der NASA – untersuchten Wissenschaftler des Goddard Space Flight Center der NASA Wassermoleküle in der Marsatmosphäre. Die von ihnen erstellten Karten zeigen die Verteilung und Menge von zwei Arten von Wasser – die normale H2O-Version, die wir in unserem Kaffee verwenden, und HDO oder schweres Wasser, das auf der Erde selten ist, aber nicht so sehr auf dem Mars, wie sich herausstellt.
Karten, die die Verteilung von H20 und HDO (schweres Wasser) auf dem Planeten zeigen, erstellt mit dem Trio von Infrarotteleskopen. Bildnachweis: NASA/GSFC
In schwerem Wasser enthält eines der Wasserstoffatome zusätzlich zu seinem einsamen Proton ein Neutron, das ein Wasserstoffisotop namens . bildet Deuterium . Da Deuterium massiver ist als normaler Wasserstoff, ist schweres Wasser tatsächlich schwerer als normales Wasser, wie der Name schon sagt. Die neuen „Wasserkarten“ zeigten, wie sich das Verhältnis von normalem zu schwerem Wasser je nach Ort und Jahreszeit auf der ganzen Welt änderte. Bemerkenswerterweise zeigen die neuen Daten, dass die Polkappen, in denen ein Großteil des heutigen Marswassers konzentriert ist, stark mit Deuterium angereichert sind.
Es wird angenommen, dass der Sonnenwind durch den Zerfall des einst globalen Magnetfelds des Mars einen Großteil der frühen, dickeren Atmosphäre des Planeten entfernt hat, wodurch das solare UV-Licht Wassermoleküle auseinanderbrechen kann. Leichterer Wasserstoff trat in den Weltraum aus und konzentrierte die schwerere Form. Ein Teil des Wasserstoffs kann auch aufgrund der schwachen Schwerkraft des Planeten abgeschieden sein. Bildnachweis: NASA/GSFC
Auf der Erde beträgt das Verhältnis von Deuterium zu normalem Wasserstoff in Wasser 1 zu 3.200, an den Polkappen des Mars jedoch 1 zu 400. Normaler, leichterer Wasserstoff geht langsam an den Weltraum verloren, sobald ein kleiner Planet seine schützende Atmosphärenhülle verloren hat und die schwerere Form von Wasserstoff. Sobald die Wissenschaftler das Verhältnis von Deuterium zu normalem Wasserstoff kannten, konnten sie direkt bestimmen, wie viel Wasser der Mars in seiner Jugend gehabt haben musste. Die Antwort ist VIEL!
Goddard-Wissenschaftler schätzen, dass heute nur noch 13% der ursprünglichen Wasserreserven des Mars vorhanden sind, konzentriert in den eisigen Polkappen. Der Rest machte Platz. Bildnachweis: NASA/GSFC
Nur 13% des ursprünglichen Wassers bleiben auf dem Planeten, das hauptsächlich in den Polarregionen eingeschlossen ist, während 87% des ursprünglichen Ozeans im Weltraum verloren gegangen sind. Der wahrscheinlichste Ort für den Ozean wäre die nördliche Ebene gewesen, eine riesige, niedrig gelegene Region, die sich ideal eignet, um riesige Wassermengen zu schöpfen. Der Mars wäre damals ein viel erdähnlicher Planet mit einer dickeren Atmosphäre gewesen, die den notwendigen Druck lieferte, und einem wärmeren Klima, um den Ozean darunter zu erhalten.
Der Mars hat derzeit wenig bis kein flüssiges Wasser auf seiner kalten, wüstenähnlichen Oberfläche. Vor langer Zeit sah die Sonne mit ziemlicher Sicherheit ihre Reflexion von wellenförmigen Seen und einem nördlichen Ozean. Bildnachweis: NASA/GSFC
Das Spannendste an den Ergebnissen ist, dass der Mars viel länger nass geblieben wäre, als ursprünglich angenommen. Aus Messungen des Curiosity Rover wissen wir, dass nach seiner Entstehung 1,5 Milliarden Jahre lang Wasser auf dem Planeten geflossen ist. Aber die neue Studie zeigt, dass der Mars viel länger mit dem Zeug schwappte. Da die erster Beweis fürs Leben auf der Erde vor 3,5 Milliarden Jahren zurückreicht – nur eine Milliarde Jahre nach der Entstehung des Planeten – hatte der Mars möglicherweise Zeit genug für die Evolution des Lebens.
Während wir den Verlust eines so wunderbaren Dings wie eines Ozeans beklagen mögen, bleibt uns die verlockende Möglichkeit, dass es lange genug existierte, um die kostbarste Schöpfung des Universums hervorzubringen – Leben.
Um Charles Darwin zu zitieren: „…aus so einfachem anfang wurden und werden endlose formen der schönsten und wunderbarsten entwickelt.
Illustration, die zeigt, wie sich der Mars von einer feuchten Welt in die heutige Zeit entwickelt, in der flüssiges Wasser nicht auf seiner Oberfläche stauen kann, ohne direkt in die dünne Luft des Planeten zu verdampfen. Als der Mars im Laufe von Milliarden von Jahren seine Atmosphäre verlor, kühlte sich das verbleibende Wasser ab und kondensierte, um die Nord- und Südpolkappen zu bilden. Bildnachweis: NASA/GSFC
