Posted in: Planeten 6. März 2015 11:29 Weiter lesen →

Vor 4 Milliarden Jahren: Junger Mars mit Ozean?

Ein Ur-Ozean, größer als der Atlantik auf der Erde, könnte einst einen Teil der Mars-Oberfläche bedeckt haben. Das schließt eine internationale Forschergruppe aus Daten, die über einen Zeitraum von sechs Jahren aus der Planetenatmosphäre gewonnen wurden.

Demnach hätte der junge Planet vor vier Milliarden Jahren genug Wasser gehabt, um die ganze Oberfläche mit einer 140 Meter tiefen, flüssigen Schicht zu bedecken. Allerdings sei es wahrscheinlicher, dass sich das Wasser zu einem Ozean vereint habe, der beinahe die Hälfte der Nordhalbkugel auf dem Mars bedeckt und in manchen Regionen eine Tiefe von mehr als 1,6 Kilometern erreicht haben soll, schreiben die Forscher in der Online-Ausgabe von „Science“.

Artist’s impression of Mars four billion years ago So könnte der Mars vor 4 Milliarden Jahren ausgesehen haben. Bild: ESO/M. Kornmesser/N. Risinger (skysurvey.org)

Die Schätzung basiert auf genauen Beobachtungen zweier geringfügig unterschiedlicher Formen von Wasser in der Marsatmosphäre. Die eine ist die bekannte Form des Wasser, die aus zwei Wasserstoff- und einem Sauerstoffatom besteht, also H2O. Die andere ist HDO, auch halbschweres Wasser genannt, eine natürlich vorkommende Abweichung, in der ein Wasserstoffatom durch eine schwerere Form ersetzt wird, dem sogenannten Deuterium. Da die deuterierte Form schwerer als normales Wasser ist, geht es weniger leicht durch Verdunstung in den Weltraum verloren. Je mehr Wasser der Planet also in den Weltraum abgibt, desto größer ist das Verhältnis von HDO zu H2O in dem Wasser, das übrigbleibt.

Die Forscher konnten die chemischen Fingerabdrücke der beiden Wassersorten mit dem Very Large Telescope der ESO in Chile, bzw. mit Instrumenten am W.M. Keck-Observatorium und der Infrared Telescope Facility der NASA auf Hawaii unterscheiden. Indem sie das Verhältnis von HDO zu H2O verglichen, konnten sie messen, um wie viel sich der Anteil von HDO vergrößert hat. Hierdurch ließ sich bestimmen, wie viel Wasser in den Weltraum verloren ging. Das wiederum erlaubte Schätzungen über die Menge an Wasser auf dem Mars in der Vergangenheit.

In der nun veröffentlichten Arbeit stellte das Team die Verteilung von H2O und HDO mehrmals innerhalb eines Zeitraums von knapp sechs Erdenjahren (etwa drei Marsjahre) in einer Karte dar. Entstanden sind daraus für jedes einzelne Jahr planetenumfassende Schnappschüsse der Verteilung und des Verhältnisses beider Wassersorten. Das Team hat sich besonders für die Regionen nahe des Nord- und Südpols interessiert, da die polaren Eiskappen das größte bekannte Wasserreservoir des Planeten sind. Bei dem Wasser, das dort eingelagert ist, geht man davon aus, dass es die Evolution des Wassers auf dem Mars dokumentiert hat, und zwar von der feuchten Noachischen Periode, die vor etwa 3,7 Milliarden Jahren endete, bis hinein in die Gegenwart.

Die neuen Ergebnisse zeigen, dass das Niederschlagswasser in der Nähe der Polarregionen im Vergleich zum Meerwasser auf der Erde um den Faktor sieben angereichert war, vorausgesetzt, dass das Wasser in den Polkappen des Mars um das Achtfache angereichert ist. Um solch ein hohes Anreicherungslevel zu bekommen, muss der Mars ein Wasservolumen verloren haben, das 6,5 mal größer ist, als das momentane Volumen der Polkappen. Das Volumen des einstigen Ozeans auf dem Mars muss mindestens 20 Millionen Kubikkilometer betragen haben.

Angesichts der heutigen Marsoberfläche könnte sich der Ozean möglicherweise an den Northern Plains befunden haben, welche man aufgrund ihres niederen Geländes schon länger als guten Kandidaten erachtet hat. Ein frühzeitlicher Ozean an dieser Stelle hätte 19% der Planetenoberfläche bedeckt. Zum Vergleich: Der Atlantische Ozean nimmt 17% der Erdoberfläche ein.

„Wenn der Mars so viel Wasser verloren hat, gab es höchstwahrscheinlich länger Wasser auf der Oberfläche, als bisher angenommen, was darauf hindeutet, dass er auch länger bewohnbar war“, sagt Michael Mumma vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, USA.

Forschung: G.L. Villanueva, M.J. Mumma, NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, USA; R.E. Novak, Iona College, New York, USA; H.U. Käufl, ESO, Garching, Deutschland; P. Hartogh, Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Göttingen; u.a.; Online-Veröffentlichung in „Science“, 5.3.2015, DOI: 10.1126/science.aaa3630

WWW:
Abstract in Science
Bilder des Very Large Telescope der ESO

Lesen Sie außerdem im Scienceticker:
Einschlag ins Wasser

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1 Kommentar zu "Vor 4 Milliarden Jahren: Junger Mars mit Ozean?"

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  1. Mirzahan sagt:

    Wenn Mars jemals einen Ozean besaß, könntes sich Lebensformen
    auf dem Mars entwickelt haben. Das würde bedeuten, man könnte
    tiefer graben um Fossilien zustoßen.