Wohin ist das Wasser des Mars verschwunden?
Der Wasserkreislauf auf dem Mars war komplexer als bisher gedacht. Das Wasser verschwand nicht einfach, sondern zog sich langsam und dauerhaft in die Tiefe zurück.
Einst gab es riesige Ozeane auf dem Mars, heute ist dort nur noch roter Staub. Wohin ist das Wasser verschwunden? Forschende haben sich ein Modell überlegt.
Foto: NASA, ESA, and Z. Levay (STScI)
Der Mars war einst mit riesigen Ozeanen bedeckt. Doch wo sind diese hin? Neue Forschung zeigt: Das Wasser verschwand nicht einfach, sondern versickerte tief in die Marskruste – und blieb dort. Zwei junge Wissenschaftler modellierten erstmals detailliert, wie komplex und verzögert dieser Prozess war. Die Erkenntnisse stellen bestehende Vorstellungen über den Mars-Wasserkreislauf infrage und könnten zukünftige Marsmissionen entscheidend beeinflussen.
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Einst nass, heute staubtrocken – wohin verschwand das Wasser?
Noch vor Milliarden Jahren war der Mars kein karger, rötlicher Wüstenplanet, sondern eine feuchte Welt mit Flüssen, Seen und möglicherweise einem Nordpazifik-großen Ozean. Heute jedoch erinnert kaum etwas an diese wasserreiche Vergangenheit. Seit Jahrzehnten fragen sich Forschende, wo all das Wasser geblieben ist.
Ein Teil der Antwort liegt im All: Durch die dünne Atmosphäre konnte Wasserdampf entweichen. Doch das erklärt nicht alles. Neue Modellierungen liefern nun ein weiteres, bislang übersehenes Puzzlestück – und das liegt tief unter der Oberfläche.
Zwei Doktoranden lösen ein Rätsel
Die Forschenden Mohammad Afzal Shadab und Eric Hiatt von der University of Texas in Austin untersuchten mithilfe von Computermodellen, wie schnell Wasser nach einem Niederschlag auf dem Mars in den Untergrund versickern konnte – und was dann damit geschah.
Ihr Ergebnis: Während auf der Erde Wasser oft in wenigen Tagen ins Grundwasser gelangt, dauerte dieser Prozess auf dem frühen Mars zwischen 50 und 200 Jahren. Der Grund: Die geologischen Bedingungen des Mars – verdichtetes Material, geringe Porosität und wechselnde Bodenschichten – verlangsamten die Infiltration drastisch.
Zwei Zonen, ein Problem
Entscheidend war die Unterscheidung zweier Infiltrationsebenen:
- Oberflächennahe Zone (bis 10 Meter Tiefe):
Hier kann Wasser zunächst schnell versickern – etwa durch poröse Sande. Doch sobald eine dichtere Schicht folgt, staut sich das Wasser. Die Folge: mehr Verdunstung an der Oberfläche und ein Verlust in die Atmosphäre. - Tiefe Krustenzone (bis zu 10 Kilometer):
Je weiter das Wasser vordringt, desto dichter wird das Gestein. Dadurch versickert das Wasser extrem langsam. In homogener Marskruste kann es über 100 Jahre dauern, bis eine tieferliegende wasserführende Schicht – ein sogenannter Aquifer – erreicht wird.
Diese zeitliche Verzögerung ist entscheidend für alle Modelle zur Entwicklung des Marsklimas.
Die Rolle der Vadose-Zone
Ein oft übersehener Bereich ist die Vadose-Zone. Sie liegt zwischen der Oberfläche und dem gesättigten Grundwasser und wirkt wie ein riesiger Schwamm. Diese Zone kann gewaltige Wassermengen aufnehmen. Laut den Forschenden sogar genug, um den Mars mit einer globalen Wasserschicht von 1060 m zu bedecken – zumindest theoretisch. Selbst mit vorhandenen Aquiferen wären noch 351 m Global Equivalent Layer (GEL) frei. Das entspricht einem enormen verborgenen Reservoir.
Doch dieses Wasser zirkulierte nicht wie auf der Erde. Es verdunstete nicht, regnete nicht erneut ab und speiste keine Flüsse oder Seen. Stattdessen blieb es im Boden – für geologische Zeiträume.
Die GEL ist eine Maßeinheit, um anzugeben, wie viel Wasser ein Planet global gleichmäßig verteilt auf seiner Oberfläche speichern könnte – gemessen in Metern. Eine GEL von 1000 m bedeutet: Würde man alles Wasser gleichmäßig auf dem Mars verteilen, läge es 1 km hoch.
Fehler in bisherigen Modellen
Viele frühere Marsmodelle gingen davon aus, dass das Wasser linear in den Boden eindringt – also gleichmäßig und ohne große Verzögerung. Die neuen Daten widerlegen das. Wer etwa annimmt, dass sich Wasser auf dem Mars schnell in unterirdische Seen oder Flusssysteme verlagert hat, überschätzt die Feuchtigkeitsverfügbarkeit deutlich.
Auch geomorphologische Modelle, die Erosionskraft oder Seendauer berechnen, sind betroffen. Fehleinschätzungen können zu falschen Schlussfolgerungen über die Dauer von Ozeanen und die Entwicklung der Marsoberfläche führen.
„Sobald Wasser im Boden war, war es verloren“
Co-Autor Eric Hiatt bringt es auf den Punkt: „Ich stelle mir den frühen Mars so vor, dass jegliches Oberflächenwasser, jegliche Ozeane oder großen stehenden Seen, sehr kurzlebig waren. Sobald Wasser auf dem Mars in den Boden gelangte, war es so gut wie verloren.“
Dieses Wasser kehrte nicht in den Kreislauf zurück – anders als auf der Erde. Die Marsatmosphäre war zu dünn, der Druck zu gering, um eine stabile Hydrosphäre aufrechtzuerhalten.
Hoffnung für zukünftige Marsmissionen
Ganz ohne Hoffnung sind die neuen Erkenntnisse nicht. Denn wenn das Wasser nicht verdunstet oder ins All entwichen ist, dann könnte es noch heute existieren – tief unter der Marsoberfläche.
Für zukünftige Marsmissionen oder eine langfristige Besiedlung ist das entscheidend. Unterirdische Wasserreserven könnten als Lebensgrundlage dienen, für Treibstoffgewinnung oder als Trinkwasserquelle genutzt werden.
Shadab betont: „Wir wollen dies in ein integriertes Modell einfließen lassen, das zeigt, wie sich Wasser und Land über Millionen von Jahren bis zum heutigen Zustand gemeinsam entwickelt haben.“
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