Ziemlich trocken: Zumindest in Äquatornähe könnte es im Marsuntergrund weniger Wasser und Wassereis geben als erwartet. Darauf deuten seismische Daten der NASA-Sonde Mars InSight hin. So enthält der Untergrund bis in 300 Meter Tiefe weniger als 20 Prozent Eis und fast keine wasserhaltigen zementähnlichen Mineralien wie Ton, Gips oder Calcit. Im Gegensatz dazu sei die Marskruste eher trocken und porös, berichten die Forscher. Daher wäre dies kein guter Standort für zukünftige Marskolonien.
Wo auf dem Mars gab es einst genug Wasser zum Leben? Und wo könnte eine zukünftige Marskolonie Wasser finden? An den Polen des Roten Planeten sind bereits dicke Wassereisschichten bekannt. Allerdings ist es dort sehr lange sehr kalt und dunkel. In mittleren Breiten hingegen gibt es kein Oberflächeneis, aber es könnte zu ausgedehnten Ablagerungen von Grundwassereis kommen. In einigen Regionen, darunter Utopia Planitia und Arcadia Planitia, liegt dieses Eis sogar knapp unter der Oberfläche.
Daten des Seismometers des MarsInSight-Landers können Aufschluss über den Wassergehalt des Untergrunds geben. © NASA/JPL-Caltech
Seismische Daten als Indikator für Wassereis
Doch was ist mit dem Wassereis im wärmsten und wahrscheinlich wieder bewohnbaren Bereich des Mars, dem Äquatorgürtel? Vashan Wright von der University of California, San Diego und Kollegen haben dies nun anhand von Daten der NASA-Sonde Mars InSight untersucht. Es liegt nördlich des Marsäquators am westlichen Rand der Ebene von Elysium Planitia. Für ihre Studie werteten die Forscher Erdbebendaten aus, die vom Seismometer der Sonde erfasst wurden.
Die Geschwindigkeit, mit der sich Erdbebenwellen im Untergrund ausbreiten, verrät etwas über ihre Natur: „Die Geschwindigkeit ändert sich je nach Gesteinsart und Material, das die Poren des Gesteins füllt“, erklären die Wissenschaftler. Mit Hilfe von physikalischen Modellen lässt sich also feststellen, wie viel Wassereis im Untergrund vorhanden ist, aber auch, ob er nicht sehr porös ist oder ob er von wasserhaltigen, zementartigen Mineralien wie Ton, Gips dominiert wird oder der Calcit
Trocken, porös und nahezu eisfrei
Das Ergebnis: „Wir stellen fest, dass die Kruste des Mars schwach und porös ist. Die Sedimente sind alles andere als fest zementiert“, berichtet Wright. Dadurch besteht der Untergrund eher aus körnigem Material als aus geschlossenen und verklebten Sedimenten. Dies deutet darauf hin, dass es in dieser Region früher wenig Wasser gab oder zumindest ein Teil davon in Form von Mineralien gebunden war, sagen die Wissenschaftler.
Ähnlich schlecht sieht es beim Wassereis aus: „Es gibt kein oder fast kein Wassereis in den Poren des Gesteins“, sagt Wright. Den Daten zufolge bestehen die oberen 300 Meter der Marskruste aus weniger als 20 Prozent Eis, und es gibt wahrscheinlich keine wasser- oder eisgesättigten Schichten. „Das schließt nicht aus, dass es sich um kleine Eiskristalle oder Eiskörner handelt“, sagt der Forscher. Größere Eismengen in dieser Form sind jedoch unwahrscheinlich.
Die Suche geht weiter
Insgesamt deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die Äquatorregion des Roten Planeten eher trocken ist. Zumindest Elysium Planitia wäre daher für eine Marskolonie weniger geeignet, aber auch für die Suche nach Leben oder Lebensspuren. Es ist aber durchaus möglich, dass es in anderen Gebieten in Äquatornähe anders aussieht. Im Gale Crater, südlich des Äquators des Mars, hat der Marsrover Curiosity beispielsweise Hinweise auf einen uralten Süßwassersee und viele Tonmineralien gefunden.
Für Planetenforscher bedeutet das: Es gibt noch viel zu tun. „Unsere Modelle sagen voraus, dass es in diesen Breitengraden auch gefrorene Böden und vielleicht Grundwasserleiter gibt“, sagt Wrights Kollege Michael Manga. Bisher gibt es jedoch nur wenige Messdaten von Sonden oder Rovern vor Ort darüber, wie unterirdische Schichten entstehen. Ein Bohrversuch von Mars InSight scheiterte, weil der Bohrer nicht tief genug in den Untergrund vordringen konnte. Hier sind künftig Missionen gefragt. (Geophysical Research Letters, 2022; doi: 10.1029/2022GL099250)
Herkunft: Universität von Kalifornien – San Diego
19. September 2022
– Nadja Podbregar