Raumfahrt 16.06.2000, 17:25 Uhr

Der Mars als Museum

Der Mars ist viele Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Dennoch ist seine Oberfläche mittlerweile in allen Einzelheiten bekannt. Für Forscher präsentiert sich der Mars wie ein Museum, das zeigt, wie es vor Urzeiten mal auf der Erde ausgesehen hat.

In ihrer Frühzeit hatten Mars und Erde eine Reihe von Gemeinsamkeiten. So ist der Mars neben der Erde der einzige Planet im Sonnensystem, auf dessen Oberfläche einmal Wasser vorhanden war. Während die Erde ein lebendiger Planet blieb, ist der Mars jedoch in einem „museumsähnlichen“ Zustand erstarrt.
Eine Kamera an Bord der US-Raumsonde Mars Global Surveyor hat zwischen September 1997 und August 1999 zahllose Fotos zur Erde gefunkt, auf denen noch Details von der Größe eines Kleinbusses zu erkennen sind.
Für die Wissenschaft sind solche Bilder von unschätzbarem Wert. Sie geben nicht nur Auskunft über den heutigen Zustand des Mars, sondern machen es auch möglich, immer tiefer in seine geologische Geschichte einzudringen. „Aus der Interpretation solcher Bilder gewinnen wir Erkenntnisse darüber, welche Prozesse in der Vergangenheit die Oberfläche des Mars geformt haben“, sagte Prof. Gerhard Neukum, Leiter des Instituts für Weltraumsensorik und Planetenerkundung der Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt in Berlin-Adlershof, kürzlich auf einer Tagung der Bayerischen Akademie der Wissenschaften in München.
Die Oberfläche des Mars ist sehr stark vom Vulkanismus geprägt. Bei den Vulkanen handelt es sich allerdings nicht um die uns bekannten kegelförmigen Krater, sondern um flache Schildvulkane, die sich nach und nach aus Lagen ausströmender Lava aufgebaut haben. Die größten von ihnen sind auf gigantische Ausmaße angewachsen. Der „Olympus Mons“ hat einen Durchmesser von 600 km und überragt seine Umgebung um 26 km.
Die Entstehung dieser Gebilde liegt allerdings schon Ewigkeiten zurück, vor mehr als einer Milliarde Jahren ist die vulkanische Aktivität auf dem Mars erloschen. Seitdem haben auch keine tektonischen Verschiebungen mehr stattgefunden. Dadurch sind uralte geologische Strukturen und Gesteine, die auf der Erde infolge der Plattentektonik längst wieder verschwunden sind, auf dem Mars noch erhalten geblieben. Diese „museumsähnliche“ Situation erlaubt gewissermaßen auch einen Rückblick in die Erdgeschichte. „Die ältesten Bereiche des Mars“, so der Geologe Heinz-Peter Jöns vom Geographischen Institut der Universität Würzburg, „geben uns eine Vorstellung, wie es im Erdaltertum auf der Erde ausgesehen haben könnte.“
Heute ist der Mars eine extreme Kältewüste ohne Wasservorkommen, aber in früheren Zeiten ist auf ihm Wasser geflossen – sogar in großen Mengen. Das Indiz dafür sind mächtige ausgetrocknete Flusstäler, die sich von den Hochländern im Süden hinunter zu Tiefebenen im Norden ziehen.
Von der Entstehung macht sich der Geologe Ruslan O. Kusmin vom Institut für Geochemie der Russischen Akademie der Wissenschaften in Moskau eine ziemlich genaue Vorstellung. Seiner Ansicht nach ist der Mars schon sehr früh in eine eisige Starre verfallen. Alles Wasser wurde in einer mehrere Kilometer dicken Permafrostschicht gebunden. Aufsteigendes Magma brachte den Eispanzer aber hin und wieder zum Schmelzen, und die Wassermassen suchten sich einen Weg ins Freie. In der Tat haben die größten Flusssysteme ihren Ursprung an den mächtigen Schildvulkanen. Diese Quellregionen sehen so aus, als ob dort aus den Abhängen Wasserfluten hervorgebrochen wären, die sich dann einen Weg talwärts bahnten.
Zu diesen Jahrmilliarden zurückliegenden Ereignissen auf dem Mars gibt es eine verblüffende Analogie auf der heutigen Erde: Auch die Flüsse in Sibirien fließen durch einen Permafrostboden. François Costard vom Laboratoire de Géologie Dynamique de la Terre et des Planètes von der Université de Paris-Sud hat dazu Feldstudien an der Lena in Ostsibirien durchgeführt. Bei Temperaturen bis -72°C friert der Fluss im Winter meterdick zu. Im Frühjahr, wenn die Eisdecke aufbricht, verkeilen sich die Eisschollen und werden zu gewaltigen Dämmen zusammengeschoben, die den Fluss aufstauen. Wenn es schließlich zum Durchbruch kommt, wälzen sich Flutwellen mit Abflüssen von 50 000 m3/s bis 400 000 m3/s zu Tal. Zum Vergleich: Beim Hochwasser am Jangtse 1998 in China lag der maximale Abfluss bei 65 000 m3/s. Nach den Dimensionen der Täler auf dem Mars müssen dort Abflüsse zwischen 30 000 m3/s und 110 000 m3/s vorgekommen sein.
Laut Neukum deuten geschichtete Sedimente darauf hin, dass es auf dem Mars auch stehende Gewässer gab. Damit wäre eine Grundvoraussetzung für die Entstehung von Leben gegeben. Im Jahr 1996 sorgte der Marsmeteorit ALH 84001 für großes Aufsehen. Wissenschaftler der NASA wollten darin Anzeichen für Leben entdeckt haben. Dabei war aber offenbar der Wunsch der Vater des Gedankens. Mittlerweile glauben immer weniger Forscher, dass der Stein tatsächlich fossile Lebensspuren enthält.
Sollte sich überhaupt Leben auf dem Mars entwickelt haben, kann es über sehr primitive Formen nicht hinausgekommen sein, denn der Mars wurde sehr bald auf einen lebensfeindlichen Kurs gezwungen. Die so unterschiedliche Geschichte von Erde und Mars beruht auf einem einzigen fundamentalen Grund. Der Mars hat nur ein Zehntel der Erdmasse. Damit war sein Schicksal von vornherein besiegelt. Sein Inneres erkaltete relativ rasch und er konnte auch keine dichtere Lufthülle zusammenhalten. Jöns drückt es so aus: „Die Geodynamik des roten Planeten strandete irgendwo zwischen Erde und Mond.“ HANS DIETER SAUER
Riesige Vulkane prägen das Erscheinungsbild: Mit einem Durchmesser von 600 km und immerhin noch 26 km Höhe zählt der „Olympus Mons“ zu den gewaltigsten Vertretern der Magmaspeier auf dem eisigen Planeten.
Wasser auf dem Mars? In der Frühzeit des roten Planeten zogen breite Flussläufe vom südlichen Hochland zu den Tiefebenen im Norden. Doch bald erstarrten sie zu dicken Eispanzern, die nur die mächtigen Vulkane gelegentlich auftauten.

Von Hans Dieter Sauer

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