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MARS
Früherer Marsozean wird wahrscheinlicher
von Stefan Deiters
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14. Juni 2007

Amerikanische Wissenschaftler haben jetzt eines der stärksten Argumente gegen einen großen urzeitlichen Ozean auf dem Mars widerlegen können und damit - nach eigenen Angaben - die Existenz eines Ozeans auf dem Mars bewiesen. Bislang unerklärliche Höhenunterschiede im Küstenverlauf des vermuteten Ozeans konnten sie durch zwei Polwanderungen klären. Einmal verschob sich der Pol gar um 3.000 Kilometer.

Ozean auf dem Mars

So könnte der Ozean auf dem Mars vor über zwei Milliarden Jahren ausgesehen haben.  Bild: Taylor Perron / UC Berkeley [Großansicht]

Schon beim Blick durch ein Teleskop ist eines nicht zu übersehen: Die große, den Nordpol des Mars umgebende Ebene sieht dem Boden eines ausgetrockneten Ozeans verdammt ähnlich. Und als die Viking-Sonden in den 1970er-Jahren gar an zwei Stellen Strukturen fotografierten, die Küstenlinie ähnelten, war die Sachlage für viele klar: Der Mars muss einmal einen riesigen Ozean gehabt haben.

Doch die neuen Sonden, die Ende des vergangenen Jahrhunderts zum Mars gestartet wurden, brachten nicht nur Indizien für einmal vorhandenes Wasser, sondern erschütterten auch den Glauben an einen riesigen Marsozean: Mars Global Surveyor untersuchte nämlich die Topographie des Roten Planeten mit bis dahin unerreichter Genauigkeit und stellte fest, dass die vermeintlichen Küstenlinien Höhenschwankungen von mehreren Kilometern aufweisen. Für Experten ein gewichtiges Argument gegen die Ozeantheorie.

Wissenschaftler der Universität von Kalifornien in Berkeley könnten jetzt aber den urzeitlichen Marsozean gerettet haben: Sie konnten nachweisen, dass die wellenförmigen Küstenlinien auf dem Mars durch eine Verschiebung der Drehachse - und damit der Pole - des Planeten zu erklären wären. Diese hätte sich innerhalb der letzten zwei bis drei Milliarden Jahre um rund 3.000 Kilometer verschoben. Da sich drehende Körper am Äquator aber ausbeulen, könnte diese "Polwanderung" auch zu einer  Veränderung in der Höhe der Küstenlinien geführt haben.

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Berechnungen von Taylor Perron, einem früheren Doktoranden in Berkeley, der auch Erstautor eines jetzt erschienenen Fachartikels in der Zeitschrift Nature ist, zeigen, dass durch die Eigenschaften der Marskruste bei einer Polverschiebung Höhenunterschiede von mehreren Kilometern entstehen könnten - beispielsweise bei Strukturen wie Küstenlinien. "Taylors Ergebnisse sind einfach wunderbar", findet auch Mark Richards, Professor für Erd- und Planetenwissenschaften in Berkeley. "Es ist faszinierend, dass man einen so großen Teil der Daten über die Küstenlinien mit einem so einfachen Modell erklären kann. Das hätte ich zuvor nicht für möglich gehalten. Damit ist die Existenz eines früheren Ozeans auf dem Mars wirklich bestätigt."

Normalerweise, so erläutert Richards, bleibt die Neigung der Rotationsachse eines Planeten bezogen auf die Sonne konstant, allerdings kann sich die Kruste relativ zu dieser Achse verschieben. Die Frage ist nur: Warum hat sich die Rotationsachse relativ zur Kruste verschoben? Als Ursache kommt hier jegliche Verlagerung von Masse, etwa innerhalb des Mantels oder zwischen Mantel und Kruste (etwa bei einem Vulkan) in Frage oder auch ein gewaltiger Einschlag aus dem All.

Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass die beiden Küstenlinien in ihrer heutigen Form mit einer Wanderung der Pole um 50 Grad (entsprechend 3.000 Kilometern) und einer späteren Verschiebung um 20 Grad (entsprechend 800 Kilometern) zu erklären wären. Interessanterweise liegen die beiden historischen Pole sowie der heutige Pol auf einer geraden Linie und sind alle gleich weit von der größten Oberflächenstruktur des Mars entfernt, der Tharsis-Region mit dem größten Vulkan des Sonnensystems, dem Olympus Mons.

Tharsis ist gleichzeitig eine gewaltige Aufwölbung der Marskruste und die gefundenen relativen Polpositionen sind exakt das, was man für jede Massenverschiebung auf dem Mars, die kleiner ist als die Tharsis-Aufwölbung erwarten würde. Dann nämlich würde sich der Planet aus dynamischen Gründen neu orientieren, damit Tharsis weiterhin in Äquatornähe bleibt. "Dass die drei Pole so auf einer Linie liegen, kann kein Zufall sein", so die Wissenschaftler.

Das Wandern der Pole könnte auch - so glaubt jedenfalls Michael Manga, ein Kollege von Richards in Berkeley - direkt mit dem Auftauchen und Verschwinden von Wasser zu tun gehabt haben, das auch zur Entstehung der beiden beobachteten Küstenlinien führte: Das vielleicht mehrere Kilometer tiefe Wasser, das für die ältere Küstenlinie verantwortlich ist, könnte so eine große Masse gehabt haben, dass es für die Polverschiebung um 50 Grad nach Süden verantwortlich war. Als es verschwand, bewegte sich der Pol zurück.

Nach einer gewaltigen Regenzeit entstand ein weniger tiefer Ozean, der für die jüngere Küstenlinie verantwortlich ist und der Pol wanderte erneut - diesmal um 20 Grad. Als auch dieser Ozean verschwand kehrte der Pol in seine heutige Position zurück. Unklar ist, ob die beiden Küstenlinien tatsächlich zwei verschiedene Ozeane repräsentieren oder aber der größere Ozean irgendwann bis auf die Küstenlinie des jüngeren Ozeans zurückgefallen ist.

Richards ist allerdings nicht überzeugt, dass das Szenario seines Kollegen der Grund für die Wanderung der Marspole ist. Er favorisiert Massenbewegungen im heißen Marsinneren, sogenannte thermische Konvektion, als Ursache für die Polverschiebungen. "Solche thermische Konvektion muss es noch heute geben, da es bei Olympus Mons vor nicht einmal 100 Millionen Jahren noch Lavaausflüsse gab", so Richards. "Aber noch ist nicht entschieden, welches Modell richtig ist."

Die Fluten auf dem Mars jedenfalls, so die Forscher, müssen gewaltig gewesen sein und alles übertroffen haben, was man von der Erde her kennt. Dazu müsse man sich nur die gewaltigen eingeschnittenen Täler in der Tharsis-Region anschauen. Das Wasser könnte verdunstet oder aber im Untergrund versunken sein. Dort ist es vielleicht noch heute - gefroren nahe der Oberfläche, aber vielleicht noch flüssig in größerer Tiefe.

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siehe auch
Mars: Die größten Flutkanäle im Sonnensystem - 7. August 2001
Marskanäle: Statt Fluten eher Eis? - 17. Januar 2001
Mars: Mars-Ozeane glichen denen der Erde - 26. Juni 2000
Mars: Hinweise auf Ozeane in der Urzeit - 10. Dezember 1999
Mission Mars, die astronews.com-Berichterstattung über die Erforschung des roten Planeten
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