PHOENIX
Neues über Wasser und Vulkane auf dem Mars
von Stefan Deiters
astronews.com
10. September 2010

Die Analyse von Daten, die der Marslander Phoenix vor zwei Jahren gesammelt hat, dauert immer noch an und lieferte jetzt neue Erkenntnisse über den roten Planeten: Aus der Zusammensetzung des Kohlendioxids in der Marsatmosphäre schlossen Wissenschaftler, dass es auf dem Mars noch vor einigen Millionen Jahren vulkanische Aktivität und bis in jüngste Zeit flüssiges Wasser gegeben hat.

Der Marslander Phoenix untersuchte die Zusammensatzung der Marsatmosphäre. Bild: NASA / JPL / UA / Lockheed Martin

Der Marslander Phoenix war im Mai 2008 in der Nordpolarregion des Mars gelandet. Er ist zwar inzwischen nicht mehr aktiv, die Auswertung der damals gesammelten Daten dauert aber immer noch an. Die jetzt veröffentlichten Resultate beruhen auf der Untersuchung des Kohlendioxids, das etwa 95 Prozent der Marsatmosphäre ausmacht.

"Das atmosphärische Kohlendioxid ist so etwas wie ein chemischer Spion", erläutert Paul Niles, der als Wissenschaftler am Johnson Space Center der NASA arbeitet. "Es kommt mit jedem Teil der Oberfläche des Mars in Berührung und kann daher etwas über die Präsenz von Wasser und seine Geschichte verraten." Phoenix hat die Isotopenverhältnisse von Kohlenstoff und Sauerstoff im Kohlendioxid bestimmt. Isotope sind Varianten eines Elementes mit unterschiedlichem Atomgewicht.

In einem in dieser Woche veröffentlichten Fachartikel in der Zeitschrift Science beschreiben Niles und seine Kollegen die gemessenen Verhältnisse stabiler Isotope und sich daraus ergebende mögliche Schlussfolgerungen für die Geschichte des Wassers und des Vulkanismus auf dem Mars. "Isotope liefern eine Art chemische Signatur, die verrät, wo etwas hergekommen ist und was passiert ist", so Niles. Die Messungen wurden mit dem Evolved Gas Analyser an Bord von Phoenix durchgeführt.

Die Daten ergaben, dass flüssiges Wasser auf dem Mars hauptsächlich bei Temperaturen knapp über dem Gefrierpunkt existierte und es heiße hydrothermale Quellen wie etwa im Yellowstone-Nationalpark nur selten in der Geschichte des Planeten gegeben hat. Zudem sprechen die Ergebnisse dafür, dass der Mars auch heute noch aktiver ist als angenommen und erst vor geologisch kurzer Zeit das Kohlendioxid seiner Atmosphäre aufgefrischt wurde. Das Kohlendioxid wiederum muss mit Wasser auf der Oberfläche reagiert haben.

Wegen der geringeren Anziehungskraft auf dem Mars und dem Fehlen eines Magnetfeldes geht das Kohlendioxid in der Atmosphäre des Planeten mit der Zeit verloren. Dies betrifft eher Verbindungen mit dem leichteren Isotop Kohlenstoff-12 als solche mit dem schwereren Isotop Kohlenstoff-13. Hätte es keinerlei Nachschub an Kohlendioxid gegeben, hätte Phoenix ein anderes Verhältnis von Kohlenstoff-12 zu Kohlenstoff-13 messen müssen als es die Sonde getan hat.

Dies deutet darauf hin, dass es noch in geologisch jüngerer Vergangenheit Vulkanismus gegeben hat, durch den Kohlendioxid in die Atmosphäre gelangt ist. In den Daten fand sich allerdings keine vulkanische Signatur im Verhältnis der auch im Kohlendioxid nachweisbaren Isotope Sauerstoff-18 und Sauerstoff-16. Dies bedeutet nach Ansicht der Wissenschaftler, dass das Kohlendioxid mit Wasser reagiert haben muss, wodurch sich das Isotopenverhältnis verändert hat.

Niles und sein Team vermuten daher, dass es noch in jüngster Zeit so viel Wasser auf der Marsoberfläche gab, dass dadurch die Zusammensetzung der Atmosphäre merklich beeinflusst wurde. Wann genau und wo es Wasser und vulkanische Aktivität gab, können die Wissenschaftler allerdings nicht sagen. Beides würde aber die beste Erklärung für die gefundenen Isotopenverhältnisse liefern.