Überraschte Wissenschaftler haben einen vergrabenen Schatz unter der Oberfläche des Mars gefunden.
Autor: Michael Stein
(Grafik: NASA/JPL/University of Arizona)
Dort befindet sich soviel Eis, dass man damit den Lake Michigan zweimal füllen könnte. „Und das ist erst die Spitze des Eisberges.“
Die Entdeckung der NASA ist ohne Zweifel eine der wichtigsten Erkenntnisse über den Roten Planeten. Sie lüftet eines der tiefsten Geheimnisse, ist wegweisend für bemannte Expeditionen und wirft erneut die Frage auf, ob Leben auf dem Planeten existieren kann. Insider deuten an, dass sich die NASA – auch aufgrund dieser Ergebnisse – eine bemannte Landung innerhalb der nächsten 20 Jahre zum Ziel setzen könnte.
Die Entdeckung wurde von der Raumsonde 2001 Mars Odyssey gemacht, die seit letztem Jahr Daten sammelt, und bestätigt frühere Vermutungen, wonach enorme Eisvorkommen unter der Mars-Oberfläche sein müssten. Dieser Fund wird eine Frage beantworten, die die Mars-Forscher seit mehreren Jahrzehnten in Atem hält: Viele Indizien lassen vermuten, dass der Rote Planet in der Vergangenheit sehr wasserreich war; wohin ist also das gesamte Wasser verschwunden? Allem Anschein nach ist es im Regolith – der lockeren Fels- und Staubschicht auf der Oberfläche. 2001 Mars Odyssey hat Daten über die Zusammensetzung der Marsoberfläche in hoher Qualität geliefert. „Das ist wirklich erstaunlich“, sagte William Boynton von der University of Arizona. „Dies ist der beste direkte Beweis, den wir von Wasser unter der Marsoberfläche haben“. „Allerdings“, fügte er hinzu, „ist es mehr Eis als wir erwartet haben“. Boynton ist der Hauptverantwortliche für die unter der Bezeichnung Gamma-Ray Spectrometer (GRS) (= „Gammastrahlen-Spektrometer“) zusammengefassten Instrumente an Bord von Odyssey. Das GRS kartographiert den Mars seit Februar 2002 und entdeckte verräterische Zeichen für Wasser in einer Tiefe von einem Meter in einer großen Region in der Umgebung des Südpols.
„Es ist nahe liegender diese Schicht als schmutziges Eis zu bezeichnen denn als mit Eis versetztes Bodenmaterial“, behauptet Boynton. Die aufgespürte Menge an Wasserstoff im Eis beträgt etwa 20 bis 50 Prozent. Dies bedeutet: Würde man einen Eimer voll dieses Eispolarbodens erhitzen, so würde man einen halben Eimer flüssigen Wassers erhalten.
(Grafik: NASA)
Wie entdeckt das GRS das Wasser im Untergrund vom Orbit aus? Kosmische Strahlen treffen auf die Marsoberfläche auf, dabei werden Gammastrahlen und Neutronen freigesetzt. Das GRS ist in der Lage diese Teilchen zu messen und ihren Energiewert festzustellen. Anhand dieser Daten kann man die Elemente im Boden ablesen. Forscher sind besonders interessiert an Wasserstoff, ein verräterisches Zeichen für Wasser. Da Wasserstoff ein Bestandteil von Wassereis ist, kann GRS die Menge an permanentem Grundeis und deren saisonbedingten Schwankungen messen.
Die Instrumente des GRS reichen allerdings nur bis in eine Tiefe von einem Meter. Durch Verbinden der unterschiedlichen Daten folgerte das Odyssey-Team, dass der Wasserstoff nicht direkt unter der Oberfläche eingelagert ist, sondern etwas tiefer. Das Team fand außerdem heraus, dass große Mengen an Wasserstoff vorwiegend in sehr kalten Regionen auftauchen, wo das Eis stabil ist. Diese Verbindung zwischen hoher Wasserstoffkonzentration und Regionen mit hoher Eisstabilität führten das Team zu der Ansicht, dass der Wasserstoff in Form von Eis vorhanden ist. Die eisreichen Zonen sind in etwa 60 Zentimeter Tiefe in der Nähe der Oberfläche bei 60° südlicher Breite zu finden und reichen bis in etwa 30 Zentimeter Tiefe bei 75° südlicher Breite.
(Grafik: NASA/JPL/University of Arizona)
William Feldman, Hauptverantwortlicher für den Neutronen-Spektrometer des GRS-Instruments an Bord von Odyssey im Nationalen Labor Los Almos merkt an, dass „die in südlichen Polarregionen entdeckten Signaturen von unter der Oberfläche befindlichen Wasserstoff ebenfalls im Norden zu finden sind, aber nicht unmittelbar am Pol selbst. In der nördlichen Polarregion befindet sich momentan eine saisonbedingte Schicht von gefrorenem CO2 (Trockeneis). Da gerade der nördliche Frühling beginnt, zeigen die neuesten Neutronendaten, dass das Trockeneis zurückgeht und wasserstoffhaltiger Boden zum Vorschein kommt.“
„Wir haben schon lange vermutet, dass der Mars einmal ein gewaltiges Wasserreservoir an der Oberfläche besaß“, sagt Jim Garvin, Marsprogramm-Wissenschaftler im NASA-Hauptquartier. „Aber wir wussten nicht wohin es sich geflüchtet hatte.“ Was sind die Folgerungen für Leben auf dem Mars? „Messen und kartographieren des eisigen Bodens in der Polarregion des Mars, wie es das Odyssey-Team vormachte, ist ein wichtiges Teil im Puzzle, aber wir müssen unsere Suche fortsetzen, vielleicht noch tiefer im Untergrund, um herauszufinden, was mit dem restlichen Marswasser geschah.“
Andere neue Resultate der Neutronendaten besagen, dass große Flächen des Mars in niederen bis mittleren Breiten ebenfalls Mengen an Wasserstoff enthalten. Interpretationen dieser Funde dauern allerdings noch an; eine Hypothese des Teams ist, dass die geringe Menge eher darauf hindeutet, dass er chemisch gebunden in Mineralien vorkommt. „Der Mars überraschte uns neuerlich“, sagte Stephen Saunders, Odyssey-Projektwissenschafter beim NASA-eigenen JPL. „Die frühen Resultate des GRS-Teams sind besser als wir erwartet haben.“
