Mars Express findet erstmals Beweise für planetares Grundwassersystem auf dem Mars


Utrecht (Niederlande) – Anhand der Daten der europäischen Mars-Sonde „Mars Express“ haben Planetenwissenschaftler erstmals Beweise für ein Grundwassernetzwerk gefunden, das einst planetenweit den Untergrund des Mars durchzog und unterirdische Gewässer miteinander verband. In fünf dieser einst miteinander verbundene unterirdischen Seen fanden die Forscher zudem Mineralien, die auch eine Schlüsselrolle bei der Entstehung von Leben gespielt haben könnten.

Während der Mars heute eine kalte und trockene Welt ist, finden sich überall auf dem Roten Planeten Oberflächenmerkmale, die ein deutliches Bild von einst auch an der Oberfläche fließenden und stehenden Gewässern zeichnen. Zu diesen Merkmalen zählen verästelte Talnetzwerke, natürliche Kanäle und Mineralien, wie sie für gewöhnlich nur durch die Wechselwirkung mit flüssigem Wasser entstehen. Zudem fanden ESA-Wissenschaftler ebenfalls mit „Mars Express“ erst im vergangenen Jahr Hinweise auf einen sogar heute noch existierenden unterirdischen Tümpel bzw. See auf dem Mars

In ihrer nun im „Journal of Geophysical Research – Planets“ (DOI: 10.1029/2018JE005802) veröffentlichten Studie, präsentiert das Team um Francesco Salese von der Universiteit Utrecht nun erstmals die Ausdehnung von Grundwasser auf dem frühen Mars, wie es bislang nur in Modellen vorhergesagt wurde: „Der frühe Mars war eine wässrige Welt, aber als sich das planetare Klima verändert hatte, zogen sich das Wasser unter die Oberfläche zurück und bildete hier Reservoire und Grundwasser.“

Blick auf den Grund eines tiefen Marskraters mit Anzeichen einstigen Wassers. Erläuterungen dazu finden Sie anhand der folgenden Abbildung. Copyright NASA/JPL-Caltech/MSSS

Blick auf den Grund eines tiefen Marskraters mit Anzeichen einstigen Wassers. Erläuterungen dazu finden Sie anhand der folgenden Abbildung.
Copyright NASA/JPL-Caltech/MSSS

Die Studie liefert nun erstmals die lange Zeit kontrovers diskutierten Beweise für ein planetenweit verbundenes Grundwassersystem auf dem Mars. Hierzu untersuchten Salese und Kollegen 24 tiefe Krater auf der nördlichen Marshemisphäre, deren Grund allesamt rund 4.000 Meter und mehr unterhalb des mars’schen Nullniveaus liegt.

Hintergrund
In Abwesenheit heutiger Oberflächengewässer auf dem Mars, entspricht dieses marsianische Meeresniveau einem gerundeten und auf geografischen Höhen und Atmosphärendrücken basierendes Niveau.

Bei dieser Untersuchung entdeckten die Forscher am Grunde dieser Krater Merkmale, wie sie nur in Anwesenheit von Wasser entstanden sein konnten. Viele dieser Krater beinhalten zudem Merkmale – jeweils auf 4.000 bis 4.500 Metern Tiefe – die darauf hindeuten, dass sich hier einst stehende und fließende Gewässer fanden, die mit der Zeit nach und nach zurückgingen.

Grafische Darstellung der drei Hauptphasen der Veränderung einst wassertragender Kraterbecken auf dem Mars: Zunächst wird das Kraterbecken mit Wasser geflutet und es entstehen erste, mit Wasser in Verbindung stehende Merkmale wie Deltas, Täler, Kanäle und Küstenlinien (oben). In Phase zwei sinkt der globale Wasserspiegel, wodurch neue Landformen hervortreten (mittig). Schlussendlich trocknet der Kratergrund gänzlich aus und erodiert, wodurch Merkmale, die zuvor über Jahrmillionen entstanden sind, sichtbar werden (unten).

Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen. Copyright: NASA/JPL-Caltech/MSSS; Diagram adapted from F. Salese et al. (2019)

Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.
Copyright: NASA/JPL-Caltech/MSSS; Diagram adapted from F. Salese et al. (2019)

Zu diesen Merkmalen zählen, in die Kraterwände eingegrabene Kanäle; gewundene durch erodierendes Grundwasser geformte Täler; dunkle, gewundene Delta, die sich gebildete hatten, als der Wasserspiegel stieg und fiel; gratige Terasssen in den Kraterwänden, die durch Sedimente in stehendem Wasser gebildet wurden und fächerförmige Sedimentablagerungen in Folge fließender Gewässer. Der einstige Wasserspiegel stimmt zudem mit den bereits zuvor vermuteten Küstenlinien der angenommenen Marsozeane überein, die vor drei bis vier Milliarden Jahren existiert haben sollen.

„Wir glauben, dass dieser Ozean mit einem System unterirdischer Seen verbunden war, das sich über den gesamten Planeten zog“, so der Planetenwissenschaftler und Mitautor der Studie Gian Gabriele Ori von der Università D’Annunzio. „Diese Seen existierten vermutlich vor rund 3,5 Milliarden Jahren, also in etwa zeitgleich mit dem Mars-Ozean.“ Für die Wissenschaftler und Autoren der Studie ist die Geschichte des Marswassers ebenso komplex wie sie zudem direkt mit der Frage nach Leben auf dem Mars in Verbindung stehe.

In ihrer Studie entdeckten die Wissenschaftler im Innern von fünf Kratern zudem Anzeichen von Mineralien, die wie mit der Entstehung des Lebens auf der Erde in Verbindung gebracht werden, darunter verschiedenen Tonerden, Karbonate und Silikate. Diese Entdeckung stütze denn auch die Vorstellung, dass auch die Kraterbecken des Mars einst auch die Zutaten des Lebens beinhaltet hatten.

Eine gezielte Erforschung der untersuchten Orte auf dem Mars, so eine der Folgerungen und Forderungen der Studie, könnten Umgebungen offenbaren, die einst lebensfreundlich waren. Für astrobiologische Missionen – etwa im Rahmen des ExoMars-Programms von ESA und Roscosmos – könnten die jetzt untersuchten Orte also zu den wichtigsten Zielen werden.

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