Ob es auf dem Mars einst Leben gegeben haben könnte (und womöglich sogar noch gibt), ist Gegenstand zahlreicher wissenschaftlicher Untersuchungen. Die Frage steht auch im Mittelpunkt einiger Weltraummissionen zum Roten Planeten. Immerhin sehen es Forscher auf Basis bisher gesammelter Daten mittlerweile als erwiesen an, dass auf dem frühen Mars über längere Zeiträume hinweg große Gewässer existiert haben. Unerforscht ist allerdings unter anderem, welcher pH-Wert dort vorherrschte.

Der pH-Wert ist ein wichtiger Parameter und beschreibt die Menge an Säuren und Basen in einer Lösung. Eine aktuelle Studie in der Fachzeitschrift "Science Advances", die sich mit einem bekannten irdischen Krater beschäftigt und Parallelen zu Marskratern fand, könnte einer Antwort auf diese Frage nun ein Stück nähergekommen sein.

Wuchtiger Einschlag

Der Impaktkrater Nördlinger Ries in Süddeutschland wurde vor etwa 15 Millionen Jahren durch einen Asteroiden mit gut 1,5 Kilometer Durchmesser geschlagen. Das Ereignis in einer damals wasserreichen Landschaft hatte enormen Einfluss auf die Region: Nur wenige Minuten nach dem Einschlag waren der Impaktor und drei Kubikkilometer irdisches Gestein verdampft, etwa 150 Kubikkilometer Gestein wurden aus dem Krater ausgeworfen, etwa 1.000 Kubikkilometer wurden bewegt.

Der Einschlag verursachte ein Erdbeben, dessen Stärke auf der Momenten-Magnituden-Skala nach Berechnungen den Wert 8 erreichte. Um den Krater herum wurde eine Fläche von etwa 5.000 Quadratkilometern meterhoch unter den ausgeworfenen Trümmermassen begraben. Der Krater hat eine innere Ringstruktur und eine doppelte Auswurfdecke mit Wall-Struktur. Dadurch eignet er sich bestens als Modell für Vergleiche mit Einschlagskratern auf dem Mars.

Ein internationales Forschungsteam unter Leitung der University of St. Andrews in Schottland zog seine Schlüsse anhand mineralogischer, sedimentologischer und biologischer Indikatoren sowie aufgrund hydrochemischer Modellrechnungen. Die Wissenschafter schlussfolgern, dass die schrittweise Erosion der unterschiedlichen Auswurfdecken zu einer chemischen Entwicklung des nachfolgenden Kratersees geführt hat.

Schneller pH-Wert-Anstieg

"Der Kratersee hat sich von einem frühen hochalkalischen Sodasee mit einem pH-Wert von 9,8 zu einem Meerwasser-ähnlichen, mäßig alkalischen Steinsalzsee mit einem pH-Wert von 8,5 entwickelt", sagt Gernot Arp, Koautor der Studie, von der Universität Göttingen. Stickstoff-Isotopen-Messungen am Material der vor 47 Jahren erschlossenen Forschungsbohrung "Nördlingen 1973" bestätigen damit dieses von Göttinger Geowissenschaftern 2013 aufgestellte Modell für den Rieskratersee. "Dabei steigt der pH-Wert schnell an, worauf ein schrittweises sogenanntes Rücktitrieren folgt", so Arp.

Bei zukünftigen Mars-Missionen könnten auch dortige Sedimente auf ihren pH-Wert untersucht werden. Diese pH-Wert-Rekonstruktionen von ehemaligen Gewässern auf dem Mars würden dann auch indirekt Rückschlüsse auf vergangene CO2-Verhältnisse in dessen Atmosphäre erlauben. (red, 22.3.2020)