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MARS
Das verschwundene Wasser des Roten Planeten
von Stefan Deiters
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6. März 2015

Durch Beobachtungen mit einer Reihe von Teleskopen auf der Erde über einen Zeitraum von sechs Jahren haben Wissenschaftler die Wassermenge abgeschätzt, die mindestens einmal auf dem Mars vorhanden gewesen sein muss. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass vermutlich fast ein Fünftel der Oberfläche des Roten Planeten von Wasser bedeckt war.

Mars

Wissenschaftler glauben gute Beweise dafür zu haben, dass es auf der Nordhalbkugel des Mars vor rund vier Milliarden Jahren einen gewaltigen Ozean gegeben hat. Bild: ESO / M. Kornmesser / N. Risinger (skysurvey.org)   [Großansicht]

Gab es einst flüssiges Wasser auf dem Mars? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler seit vielen Jahren, hat sie doch auch mit der Möglichkeit zu tun, dass der Rote Planet einst lebensfreundlicher war als heute und sich dort eventuell sogar einmal primitive Lebensformen entwickelt haben könnten. Auch durch die Daten der Marsrover Spirit, Opportunity und nicht zuletzt Curiosity sind sich Forscher inzwischen sicher, dass es tatsächlich einmal flüssiges Wasser auf dem Mars gab. Doch wie viel davon existierte auf der Oberfläche?

Beobachtungen mit dem Very Large Telescope der europäischen Südsternwarte ESO, dem Keck-Teleskop und der NASA Infrared Telescope Facility haben nun neue Daten geliefert, die zeigen, dass auf dem Mars einmal ausreichend Wasser vorhanden gewesen sein muss, um die gesamte Oberfläche mit einer Wasserschicht von 140 Metern Höhe zu bedecken. Es ist allerdings wahrscheinlicher, dass es stattdessen eher einen großen Ozean mit einer Tiefe von bis zu 1,6 Kilometern gab, der einen beträchtlichen Teil der Nordhalbkugel des Planeten bedeckte.

"Unsere Studie liefert eine solide Abschätzung darüber, wie viel Wasser es einst auf dem Mars gab. Dies gelang durch die Bestimmung der Wassermenge, die ins All verloren gegangen ist", erläutert Geronimo Villanueva vom Goddard Space Flight Center der NASA. "Mit dieser Arbeit können wir die Geschichte des Wassers auf dem Mars besser verstehen."

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Für ihre Untersuchung machten die Wissenschaftler detaillierte Beobachtungen von zwei leicht verschiedenen Varianten des Wassers in der Marsatmosphäre: Zum größten Teil findet sich dort Wasser in seiner "normalen" Form, die aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom besteht. Es gibt allerdings auch eine Form, die aus einem Wasserstoffatom, einen Sauerstoffatom sowie Deuterium zusammengesetzt ist. Man bezeichnet diese Form des Wassers als "halbschweres Wasser".

Dieses halbschwere Wasser ist schwerer als normales Wasser und geht deswegen nicht so leicht ins All verloren. Je größer der Wasserverlust der Marsatmosphäre im Verlauf der Geschichte also gewesen ist, desto größer muss auch das Verhältnis von halbschweren zu normalem Wasser in dem noch verbliebenen Wasser sein.

Das Team hat die Verteilung von normalem und halbschwerem Wasser in einem Zeitraum von fast sechs Erdjahren - entsprechend etwa drei Marsjahren - immer wieder kartiert. Die so entstandenen Karten zeigen saisonale Schwankungen und lassen sogar ein Mikroklima erkennen, obwohl der Mars heute eher einem Wüstenplaneten gleicht.

"Ich bin erneut überwältigt davon, wie leistungsfähig die Fernerkundung anderer Planeten mit astronomischen Teleskopen ist", meint Ulli Kaeufl von der europäischen Südsternwarte ESO, der für den Bau eines der verwendeten Instrumente verantwortlich war. "Wir haben einen urzeitlichen Ozean in einer Entfernung von mehr als 100 Millionen Kilometern gefunden."

Das besondere Interesse der Wissenschaftler galt den Polarregionen des Planeten. In den dortigen Eiskappen befindet sich das größte bekannte Wasserreservoir auf dem Mars. Und dieses Wasser verrät einiges über die Geschichte des Wassers seit Ende der feuchten Epoche der Marsentwicklung vor etwa 3,7 Milliarden Jahren. Aus der hier gefundenen Rate von halbschwerem zu normalem Wasser schlossen die Forscher, dass es auf dem Mars einmal einen Ozean mit einer Wassermenge von mindestens 20 Millionen Kubikkilometern gegeben haben muss.

Dieser Ozean dürfte sich, wenn man die Oberfläche des heutigen Mars anschaut, vermutlich auf der Nordhalbkugel in den nördlichen Ebenen befunden haben. Er hätte etwa 19 Prozent der Oberfläche des Roten Planeten bedeckt - der Atlantik auf der Erde bedeckt rund 17 Prozent.

"Wenn der Mars eine so große Menge an Wasser verloren hat, war der Planet sehr wahrscheinlich für eine längere Zeit feucht, als man bislang angenommen hat", so Michael Mumma vom Goddard Space Flight Center. "Das könnte bedeuten, dass er auch länger lebensfreundlich war."

Es könnte sogar sein, dass der Mars einst über noch mehr Wasser verfügte, das sich unter der Oberfläche gesammelt hat. Die entdeckten Hinweise auf ein Mikroklima und Änderungen im Wassergehalt der Atmosphäre dürften somit auch interessant für künftige Missionen zur Suche nach Wasser im Untergrund des Planeten sein.

Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftler jetzt in der Zeitschrift Science.

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siehe auch
Curiosity: Wie Wasser die Marsoberfläche formte - 10. Dezember 2014
Mars Express: Neue Hinweise auf urzeitlichen Ozean - 7. Februar 2012
Mars: Wasser gab es früher überall - 1. Juli 2010
Mars: Ein Drittel früher von Ozeanen bedeckt? - 19. November 2008
Mars: Noch vor zwei Milliarden Jahren offenes Wasser? - 29. Oktober 2008
Mars: Früherer Marsozean wird wahrscheinlicher - 14. Juni 2007
Mars: Die größten Flutkanäle im Sonnensystem - 7. August 2001
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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