Gibt es Leben auf dem Mars, oder gab es dieses in der Vergangenheit? Die Suche nach einer Antwort auf diese Frage ist Gegenstand zahlreicher Studien und nicht zuletzt auch Forschungsziel einiger Missionen zum Roten Planeten. Terrestrische Organismen wären wohl dazu in der Lage, auf dieser heute so trockenen Welt ihr Auslangen zu finden, vermuten Astrobiologen schon länger. Gestützt wird dieser Optimismus von Beobachtungen, wonach extremophile Wesen sogar im Vakuum des Weltraums bei intensiver Strahlung und großen Temperaturunterschieden am Leben bleiben.
Belege dafür lieferten kürzlich die ersten Ergebnisse eines Experiments, das auf der ISS stattgefunden hat. Im Rahmen der BIOMEX-Versuche waren Bakterien, Algen, Flechten und Pilze auf einer Außenplattform 533 Tage den Bedingungen des Weltraums ausgesetzt worden. Die Resultate: Einige Mikroben überlebten die lange Zeit im All offenbar ohne Probleme. Die beteiligten Forscher schließen daraus, dass ähnliche Organismen auch mit den Umweltbedingungen auf dem Mars zurechtkommen dürften. Immerhin wären die grundsätzlichen Voraussetzungen für Leben dort noch heute vorhanden.
Wasser in rauen Mengen
Umso besser dürften die Lebensbedingungen jedoch in der Frühzeit des Mars gewesen sein. Damals existierte dort Wasser nicht nur als Eis, sondern auch in flüssiger Form – und zwar sogar in rauen Mengen: Eine aktuelle Studie liefert nun überraschende Erkenntnisse über die feuchte Vergangenheit des Roten Planeten.
Faktum ist, dass vor langer Zeit Flüsse tiefe Einschnitte in den Landschaften des Planeten hinterlassen haben. Welche klimatischen Umstände diese Täler verursacht haben, ist unklar – den Forschern fehlt nach wie vor ein detailliertes Verständnis für das marsianische Klima vor mehreren Milliarden Jahren. Eine nun im Fachjournal "Science Advances" präsentierte Arbeit lässt allerdings vermuten, dass die Mars-Flüsse bedeutend länger flossen als ursprünglich vermutet.
Diese Ströme sind demnach nicht nur jünger als gedacht, sondern waren auch wesentlich umfangreicher als vergleichbare Flüsse auf der Erde. "Diese Erkenntnisse komplizieren eigentlich das Bild, das wir uns bisher vom Klima der marsianischen Frühzeit gemacht haben", sagt Edwin Kite von der University of Chicago, Hauptautor der Studie.
Beobachtungen aus dem Orbit hatten bisher gezeigt, dass der Mars in vielen Regionen von Überresten früherer Flüsse geradezu übersät ist. Nasa-Satelliten konnten hunderte Aufnahmen von derartigen Spuren zur Erde schicken. Und selbst der Nasa-Rover Curiosity fand klare Beweise für ehemalige Flüsse in Form von Geröll und runden Kieselsteinen, die nach aktuellen Vorstellungen nur in bewegtem Wasser so entstanden sein können. Wie solche anscheinend umfangreichen Wassermassen auf unserem Nachbarplaneten fließen konnten, stellt die Wissenschafter jedoch vor ein Rätsel.
Extreme Bedingungen
Heute verfügt der Mars über eine nur sehr dünne Atmosphäre. Die Gashülle mag in der Vergangenheit zwar wesentlich dichter gewesen sein, doch auch damals erhielt der Planet nur ein Drittel des Sonnenlichts, das heute auf die Erde auftrifft – jedenfalls rechnerisch nicht genug, um jene Temperaturen zu gewährleisten, die theoretisch für flüssiges Wasser sorgen. "Tatsächlich herrschten auch in der Frühzeit auf dem Mars nach unseren Daten meistens extrem kalte und trockene Bedingungen – und dennoch gab es Phasen, wo riesige Flüsse die Landschaft formten", sagt Kite.
Um dieses Rätsel zu lösen und ein besseres Verständnis für die Niederschlagsverhältnisse auf dem frühen Mars zu erhalten, haben Kite und seine Kollegen Satellitenaufnahmen und topografische Modelle von mehr als 200 prähistorischen Flussverläufen genauer analysiert. Diese Strukturen lieferten den Wissenschaftern eine Vielzahl an Informationen darüber, wie viel Wasser sie einst beherbergten und letztlich auch, welchem Klima sie zu verdanken waren. So lässt sich etwa von der Breite und der Steilheit der Ufer eines Flussbettes auf die Geschwindigkeit schließen, mit der das Wasser dort damals floss. Die heute noch vorhandene Kiesmenge wiederum lässt Aussagen über das Gesamtvolumen zu.
Überraschend lange Feuchtperiode
Die Ergebnisse der Analysen zeigen, dass die marsianischen Flüsse rund um den Planeten überraschend lange, nämlich zwischen 3,4 und einer Milliarde Jahre vor heute, enorme Wassermengen mitgeführt haben, viele davon sogar bis vor weniger als einer Milliarde Jahre – und damit wahrscheinlich ganz bis zum Ende der feuchten Ära auf dem Mars, als der Planet den Großteil seiner früher dichteren Atmosphäre bereits eingebüßt hatte. In dieser letzten Phase kam es demnach auch nicht zu einem allmählichen Versiegen der Flüsse. Die Gewässer wurden vielmehr immer kürzer, blieben aber sehr breit und wasserreich und stoppten ihren Wassertransport dann relativ plötzlich, was auf ebenso unvermittelte klimatische Wechsel schließen lässt.
"Es ist daher durchaus möglich, dass das damalige Klima auf dem Mars nach dem Prinzip eines 'An-aus-Schalters' funktionierte, der zwischen trockenen und feuchten Phasen hin und her wechselte", so Kite. Am Ende jedoch verschwand auch das letzte bisschen Wasser. Ein Teil wurde in vulkanischem Gestein tief im Untergrund oder als Eis konserviert, der Rest verdampfte ins All – und der Mars wurde zur heute bekannten Wüste. (Thomas Bergmayr, 27.3.2019)