ESA-Sonde findet Hinweise auf Vulkanismus unter der Mars-Oberfläche
Moskau (Russland) – Bislang galt der heutige Mars nicht nur als lebloser, sondern auch als geologisch inaktiver Planet. Neue Messdaten der Raumsonde „Trace Gas Orbiter“ (TGO) der europäischen Mars-Sonde „ExoMars“ liefern nun Hinweise darauf, dass das Innere des Mars möglicherweise noch immer vulkanisch aktiv ist. Das könnte auch positive Konsequenzen für Leben auf dem Roten Planeten haben.
Copyright/Quelle: ESA/TGO/CaSSIS
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Wie ein internationales Forschungsteam um Alexander Trokhimovskiy Moskauer Space Research Institute (RAS) aktuell im Fachjournal „Science Advances“ (DOI: 10.1126/sciadv.aeb9422) berichtet, hat die Sonde in der Atmosphäre über dem Mars-Vulkan Alba Mons ungewöhnliche Konzentrationen von Chlorwasserstoff nachgewiesen. Zusammen mit Aufnahmen junger Spalten und auffälliger Farbveränderungen an der Oberfläche sprechen die Befunde für Gase, die aus dem Planeteninneren aufsteigen könnten. Demnach ist der Mars geologisch womöglich doch noch nicht vollständig erkaltet, sondern befindet sich in einer Phase ruhender vulkanischer Aktivität.
Auffällige Gaskonzentrationen über Vulkanspalten
Bereits 2021 hatte der ExoMars Trace Gas Orbiter erstmals Chlorwasserstoff in der Marsatmosphäre nachgewiesen. Auf der Erde tritt dieses Gas unter anderem an magmatischen Austrittsstellen aus. Die Entdeckung warf daher die Frage auf, ob auch auf dem Mars entsprechende geologische Prozesse stattfinden könnten.
Die neuen Hinweise ergaben sich aus Messungen, die zunächst nicht zum bekannten jahreszeitlichen Muster passten. Die Konzentration von Chlorwasserstoff in der Marsatmosphäre schwankt im Verlauf eines Marsjahres: Ihren Höchststand erreicht sie üblicherweise während des Winters auf der Nordhalbkugel, im Sommer verschwindet das Gas dagegen weitgehend. Ein Großteil dieser Schwankungen scheint mit den Staub- und Wasserkreisläufen des Planeten zusammenzuhängen.
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Eine Ausnahme war jedoch besonders auffällig: Zu Beginn des Mars-Sommers auf der Nordhalbkugel traten wiederholt erhöhte Chlorwasserstoffwerte auf – und zwar stets am selben Ort, oberhalb von Spalten an den Flanken des Vulkans Alba Mons.
Die Messungen stammen von den Infrarotspektrometern des „Atmospheric Chemistry Suite“-Instruments an Bord des TGO. Anschließend untersuchte das Team die betreffende Region mithilfe der CaSSIS-Kamera der Raumsonde genauer. Dabei zeigten sich schmale, offenbar junge Spalten, die teilweise mehrere Hundert Meter lang sind. In ihrer Umgebung wurden zudem Farbveränderungen auf der Oberfläche festgestellt.
Hinweise auf ein ruhendes Magmasystem
Die Forschenden vermuten, dass magmatische Gase aus dem Marsinneren durch die Spalten nach oben gelangen. Ein möglicher Vergleich sind sogenannte Fumarolen auf der Erde: Öffnungen, aus denen vulkanische Gase austreten. Während des Mars-Winters könnten die Spalten durch Eis verschlossen sein. Bei Temperaturen von bis zu minus 120 Grad Celsius gefriert Wasser an der Oberfläche. Mit dem Beginn des Sommers sublimiert das Eis, geht also unmittelbar vom festen in den gasförmigen Zustand über. Dadurch könnten die zuvor blockierten Austrittswege wieder frei werden und Chlorwasserstoff entweichen.
Auch die beobachteten Verfärbungen könnten mit dem Prozess zusammenhängen. Nach Einschätzung des Teams könnten sie durch Ablagerungen entstanden sein, die von den aus dem Planeteninneren austretenden Gasen zurückgelassen wurden.
Quelle/Copyright: ESA
Die Forschenden bringen die Gasfreisetzung mit einer ruhenden Magmakammer unter der Marsoberfläche in Verbindung – einer Art unterirdischem Leitungssystem eines Vulkans. Daniel Mège vom Weltraumforschungszentrum der Polnischen Akademie der Wissenschaften, einer der beiden federführenden Autoren der Studie, betont allerdings, dass zunächst zahlreiche mögliche chemische Prozesse in der Marsatmosphäre geprüft werden mussten. Die räumliche Verteilung der Gasvorkommen habe zwar früh einen vulkanischen Zusammenhang nahegelegt, dieser habe jedoch anhand der Daten belegt werden müssen.
Mögliche Lebensräume unter der Oberfläche
Dass der Mars vulkanisch aktiv gewesen sein könnte, ist grundsätzlich bekannt. Seine Vulkane zählen zu den größten im Sonnensystem. Aufnahmen aus dem Orbit deuten darauf hin, dass einige davon noch vor wenigen Millionen Jahren aktiv gewesen sein könnten. Auch die von Seismometern registrierten Marsbeben sprechen dafür, dass der Planet im Inneren nicht vollständig zur Ruhe gekommen ist. Neue Lavaflüsse oder tatsächliche Ausbrüche wurden bislang allerdings nicht beobachtet.
Die aktuellen Ergebnisse könnten auch für die Suche nach möglichem Leben auf dem Mars Bedeutung haben. Magmatische Gase wie Chlorwasserstoff könnten in der Vergangenheit häufiger aufgetreten sein und zur Entstehung einer dichteren Atmosphäre sowie eines wärmeren Klimas beigetragen haben. Damals könnte flüssiges Wasser weite Teile der Oberfläche bedeckt haben.
Auch heute könnten unter bestimmten Bedingungen lebensfreundliche Nischen existieren: Wenn aufsteigende Lava oder Magma auf Grundwasser trifft, könnten hydrothermale Systeme mit Wärme und chemischer Energie entstehen. Solche Umgebungen könnten Mikroorganismen geeignete Entwicklungsbedingungen bieten und sie zugleich vor der lebensfeindlichen Oberfläche schützen.
Mège hält deshalb insbesondere die Spaltenregion am Alba Mons für ein interessantes Ziel bei der Suche nach möglichem Marsleben. Sollten dort tatsächlich hydrothermale Systeme aktiv sein, könnten sie die notwendigen Voraussetzungen für mikrobielles Leben bieten. Colin Wilson, wissenschaftlicher Projektverantwortlicher der ESA bezeichnet die neuen Erkenntnisse als möglicherweise bislang größten Erfolg der Mission.
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Recherchequelle: ESA
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