Neue Untersuchungen zeigen, dass der Mars möglicherweise früher verrostet ist als bisher angenommen. Forschende haben Hinweise darauf gefunden, dass die rote Farbe des Planeten durch wasserhaltige Eisenoxide entstanden sein könnte, die sich in Zeiten von flüssigem Wasser auf der Marsoberfläche gebildet haben. Diese Erkenntnisse werfen neue Fragen über die einstigen Umweltbedingungen und die mögliche Bewohnbarkeit des Mars auf.
Inhaltsverzeichnis
Ein Planet in Rost gehüllt
Der Mars ist am Nachthimmel unverkennbar. Sein markanter roter Farbton hat ihm den Beinamen „Roter Planet“ eingebracht. Doch warum ist er eigentlich rot? Lange Zeit galt die Annahme, dass Eisenmineralien in der Marskruste mit der dürren Marsatmosphäre reagiert haben und so Eisenoxid, also Rost, entstanden ist. Neue Forschungsergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass dieser Prozess früher stattgefunden hat als bislang vermutet – nämlich zu einer Zeit, als auf dem Mars noch Wasser floss.
Die rötliche Farbe des Mars wird durch winzige Staubpartikel verursacht, die sich in der dünnen Atmosphäre des Planeten befinden und das Sonnenlicht streuen. Diese Partikel bestehen größtenteils aus Eisenoxiden, die sich im Laufe von Millionen bis Milliarden Jahren gebildet haben. Bisher nahm man an, dass diese Oxide durch eine langsame chemische Reaktion zwischen eisenhaltigem Gestein und der Marsatmosphäre entstanden sind. Doch aktuelle Forschungen bringen eine neue Hypothese ins Spiel: Die Oxidation könnte bereits in einer früheren, feuchteren Phase der Marsgeschichte erfolgt sein.
Der bisherige Erklärungsansatz
Bisherige Studien gingen davon aus, dass sich die roten Eisenoxide hauptsächlich durch trockene Prozesse gebildet haben. Dabei sollte das Eisen in den Gesteinen mit der Marsatmosphäre über Milliarden von Jahren reagiert haben. Die Hauptkomponente des Marsstaubs wurde daher oft mit dem Mineral Hämatit in Verbindung gebracht, das unter trockenen Bedingungen entsteht.
Neue Forschungsergebnisse werfen jedoch Zweifel an dieser Theorie auf. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die Laborexperimente mit simuliertem Marstaub durchführten, fanden heraus, dass eine andere Eisenverbindung besser zu den Beobachtungen von Raumfahrzeugen passt: Ferrihydrit. Dieses Mineral bildet sich in der Regel nur in Gegenwart von Wasser – und das bedeutet, dass der Mars bereits in früherer Zeit verrostet ist, als noch flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche vorhanden war.
Die Forschenden kombinierten Daten von Raumsonden der ESA und NASA mit innovativen Laborexperimenten. Sie erzeugten Marsstaub im Labor, indem sie verschiedene Eisenoxidmischungen mit Basalt, einem typischen vulkanischen Gestein, kombinierten. Anschließend analysierten sie die Proben mit den gleichen Messmethoden, die auch von Raumsonden verwendet werden. Dabei zeigte sich, dass Ferrihydrit am besten zu den mineralogischen Daten passt, die aus dem Orbit des Mars gesammelt wurden.
Wissenschaftliche Spurensuche mit neuen Methoden
„Wir haben versucht, im Labor mit verschiedenen Eisenoxidarten eine Nachbildung von Marsstaub herzustellen. Wir haben festgestellt, dass Ferrihydrit, gemischt mit Basalt, einem Vulkangestein, am besten zu den Mineralien passt, die von Raumfahrzeugen auf dem Mars gesehen wurden“, sagt Adomas Valantinas, Postdoc an der Brown University.
Um diese Erkenntnisse zu untermauern, entwickelten die Forschenden eine spezielle Methode, um den Marsstaub realistischer nachzubilden. Sie verwendeten eine hochentwickelte Schleifmaschine, um Staubkörner mit einer Größe von weniger als einem Hundertstel eines menschlichen Haares herzustellen. Anschließend wurden diese Proben denselben Analysemethoden unterzogen wie jene, die von Marsorbiter-Missionen genutzt werden.
Bedeutung der neuen Erkenntnisse
Diese Entdeckung hat laut Forschungsteam weitreichende Folgen für unser Verständnis des Mars. Wenn der Rost auf dem Planeten tatsächlich auf wasserhaltiges Ferrihydrit zurückgeht, bedeutet das, dass es früher und vielleicht auch länger flüssiges Wasser gab als bislang angenommen. Dies wiederum beeinflusst die Einschätzung, ob der Mars jemals lebensfreundliche Bedingungen aufwies.
Die Analyse der Mineralogie des Staubs durch Mars Express hat gezeigt, dass selbst in stark staubigen Regionen des Planeten wasserreiche Mineralien vorkommen. Und dank der einzigartigen Umlaufbahn von TGO, die es ermöglicht, dieselbe Region unter verschiedenen Beleuchtungsbedingungen und Winkeln zu sehen, konnte das Team die Partikelgröße und -zusammensetzung voneinander trennen, was für die Nachbildung der korrekten Staubgröße im Labor unerlässlich ist.
Blick in die Zukunft
Die kommenden Marsmissionen, darunter der Rosalind Franklin Rover der ESA und das Mars Sample Return-Programm von NASA und ESA, könnten noch detailliertere Einblicke in die Geschichte des Mars liefern. Erste Proben, die vom Perseverance-Rover gesammelt wurden, enthalten bereits Staubpartikel, die zur Erde gebracht und analysiert werden sollen. Diese könnten eine entscheidende Rolle dabei spielen, die wahre Natur des Marsstaubs zu entschlüsseln.
Bis dahin bleibt der Mars ein geheimnisvoller Nachbar, dessen rote Farbe weiterhin faszinierende Fragen aufwirft.
Ein Beitrag von:
