Fehlendes Bindeglied im frühen Lebenszyklus des Mars gefunden

Der Wasserkreislauf auf dem frühen Mars war komplex, als der heute rote Planet eine feuchte Welt war, insbesondere der Bereich zwischen Oberflächenwasser und Grundwasser.

Seit Jahrzehnten versuchen Wissenschaftler, die wasserreiche Vergangenheit des Mars zu rekonstruieren, um zu verstehen, warum ein Planet, der einst Flüsse und Ozeane besaß, zu einer gefrorenen Wüste wurde.

Obwohl es geologische Belege für die Existenz von Wasser in der Urzeit gibt, bleiben viele Fragen zu den Prozessen offen, die zu dessen Bewegung durch das Marsgelände geführt haben.

Vor Milliarden von Jahren floss Wasser über die Oberfläche des Mars. Allerdings haben die Wissenschaftler nur ein unvollständiges Bild davon, wie der Wasserkreislauf auf dem roten Planeten funktionierte.

Studenten der University of Texas in Austin haben ein Computermodell entwickelt, das berechnet, wie lange es dauerte, bis Wasser auf dem frühen Mars von der Oberfläche in den Grundwasserleiter sickerte, der sich vermutlich etwa 1,6 km unter der Erde befand. Sie fanden heraus, dass es zwischen 50 und 200 Jahre dauerte.

Auf der Erde, wo der Grundwasserspiegel an den meisten Orten viel näher an der Oberfläche liegt, dauert derselbe Prozess normalerweise nur wenige Tage.

Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht.

Die Forscher stellten außerdem fest, dass die zwischen der Oberfläche und dem Grundwasserleiter sickernde Wassermenge ausgereicht haben könnte, um den Mars mit mindestens 90 Metern Wasser zu bedecken. Dies war möglicherweise ein erheblicher Anteil der gesamten auf dem Planeten verfügbaren Wassermenge.

Die Forschung helfe den Wissenschaftlern, den Wasserkreislauf auf dem frühen Mars besser zu verstehen, sagte Shadab, der seinen Doktortitel an der University of Texas in Austin erlangte und derzeit als Postdoktorand an der Princeton University arbeitet.

Diese neuen Erkenntnisse werden dabei helfen, zu bestimmen, wie viel Wasser verdunsten und Seen und Ozeane mit Regen füllen konnte und wo dieses Wasser letztlich landete.

„Wir wollen dies in ein integriertes Modell integrieren, das zeigt, wie sich Wasser und Land im Laufe von Millionen von Jahren gemeinsam entwickelt haben und nun ihren heutigen Zustand erreicht haben“, sagte Shadab, der Hauptautor der Studie, in einer Erklärung. „Dadurch kommen wir der Frage, was mit dem Wasser auf dem Mars passiert ist, einen großen Schritt näher.“

Heute ist der Mars zumindest an seiner Oberfläche größtenteils trocken. Doch vor drei bis vier Milliarden Jahren, etwa zu der Zeit, als das Leben auf der Erde begann, gruben Ozeane, Seen und Flüsse Täler in die Berge und Krater des Mars und schnitten Küstenlinien in die felsige Oberfläche.

Letztendlich folgte das Wasser auf dem Mars einem anderen Weg als das auf der Erde. Der größte Teil davon ist heute in der Kruste gefangen oder ging zusammen mit der Marsatmosphäre im Weltraum verloren.

Wenn Wissenschaftler wissen, wie viel Wasser in Oberflächennähe verfügbar ist, können sie besser bestimmen, ob das Wasser lange genug an den richtigen Stellen verbleibt, um die für das Leben notwendigen chemischen Bestandteile zu bilden.

Die neuen Erkenntnisse untermauern eine alternative Sichtweise auf die Entstehung des Mars: Dort gelangte nur wenig Wasser durch Verdunstung und Regen in die Atmosphäre, um Ozeane, Seen und Flüsse wieder aufzufüllen, wie es auf der Erde der Fall gewesen wäre, sagte Co-Autor Hiatt, der vor kurzem an der School of Geosciences der University of Texas in Jackson promoviert hat.

„Meine Ansicht zum frühen Mars ist, dass jegliches Oberflächenwasser – ob Ozeane oder große, stehende Seen – sehr kurzlebig war“, sagte er. „Sobald Wasser in den Marsboden eindrang, verschwand es praktisch. Das Wasser kam nie wieder heraus.“

Den Forschern zufolge seien die Ergebnisse nicht nur schlechte Nachrichten für mögliches Leben auf dem Mars. Zumindest sei das in die Erdkruste eingedrungene Wasser nicht im Weltraum verloren gegangen, sagte Hiatt.

Dieses Wissen könnte eines Tages für zukünftige Forscher wichtig sein, die nach unterirdischen Wasserressourcen suchen, um eine Besiedlung des roten Planeten zu ermöglichen.