Mars war ein Planet der Flüsse, behaupten Wissenschaftler

Aber bis jetzt hatten Wissenschaftler kaum eine Vorstellung davon, wie groß und organisiert diese Wassersysteme waren. Eine neue Studie , die in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht wurde, kartiert zum ersten Mal detailliert die großen Wassereinzugsgebiete des alten Mars und schätzt, wie viel Niederschlag diese Flüsse transportierten.

Die Arbeit wurde von einem Team der University of Texas in Austin (UT Austin) durchgeführt. Die Studie trägt dazu bei, besser zu verstehen, wie viel Wasser es in der Vergangenheit auf dem Mars gab, wie es sich über die Oberfläche bewegte und bietet neue Methoden zur Kartierung alter Flusssysteme - nicht nur auf dem Mars, sondern auch auf anderen Planeten.

Wie alte Marsflüsse kartiert wurden

Die Wissenschaftler analysierten Daten des Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA), der von 1997 bis 2006 an Bord des Mars Global Surveyor der NASA im Einsatz war, sowie Bilder der Context Camera (CTX) des Mars Reconnaissance Orbiters. Die CTX zeichnet sich dadurch aus, dass sie die Oberfläche des Mars nahezu vollständig abdeckt.

Die professionelle Kartierungssoftware ArcGIS Pro, die sowohl für terrestrische als auch für planetarische Daten verwendet wird, wurde zur Abgrenzung und Markierung von Flusssystemen eingesetzt. Ziel war es, die wichtigsten Entwässerungssysteme zu identifizieren und zu kartieren - wo sie beginnen, wie sie entwässern und wohin sie Wasser ableiten. Berücksichtigt wurden Einzugsgebiete, die größer als 10⁵ km² sind - ein Schwellenwert, den die Autoren als typisch für große Einzugsgebiete auf der Erde beschreiben.

Die endgültige Karte enthält Flusssysteme, die mit:

• gebieten mit Sedimentansammlungen,

• kanalschluchten an der Mündung,

• alten Seen,

• ein Netzwerk von Tälern.

Sechzehn riesige Becken und die Hälfte der Sedimente

Als Ergebnis identifizierte das Team 16 große Entwässerungssysteme. Die Autoren schätzen, dass sie zusammen etwa 28.000 km³ an Sedimenten transportiert haben - das sind etwa 42% des gesamten Sedimentvolumens, das von alten Flüssen auf dem Mars bewegt wurde.

Unabhängig davon wurde geschätzt, dass die Canyons an den Ausgängen der Becken etwa 24% des globalen Volumens an Flusssedimenten lieferten.

"Wir wissen seit langem, dass es auf dem Mars Flüsse gibt", sagte Timothy Goudge, Assistenzprofessor für Erd- und Planetenwissenschaften an der UT Austin, Mitautor der Studie. - Aber bis jetzt wussten wir nicht, inwieweit diese Flüsse in große, planetenweite Einzugsgebiete integriert waren."

Die Wassergeschichte des Mars

Man nimmt an, dass sich der Mars vor etwa 4,5 Milliarden Jahren gebildet hat, zur gleichen Zeit wie der Rest des Sonnensystems. Die Wissenschaft ist sich noch immer nicht einig darüber, wie lange es auf der Marsoberfläche flüssiges Wasser gegeben hat. Einige Forscher sprechen von einer Reihe episodischer "nasser" Perioden, andere von längeren Phasen. Arbeiten aus dem Jahr 2022 deuten zum Beispiel darauf hin, dass es auf dem Mars schon vor 2 Milliarden Jahren flüssiges Wasser gegeben haben könnte.

Zu den Anzeichen für uraltes Wasser auf dem Mars gehören neben den in der neuen Arbeit beschriebenen Abflusssystemen, Seen und Tälern auch:

• deltas,

• mächtige kanalisierte Abflusskanäle,

• abflussrinnen,

• terrassen, die wie Küstenlinien aussehen.

Zu den mineralogischen "Markern" gehören Tone, Sulfatminerale, Karbonate und Hämatitknollen ("Blaubeeren"), die erstmals 2004 vom NASA-Rover Opportunity entdeckt wurden.

Warum das Wasser verschwand

Wissenschaftler vermuten mehrere Hauptgründe für den Verlust von flüssigem Oberflächenwasser auf dem Mars:

• verlust des Magnetfeldes,

• klimatischer Kollaps,

• verschüttung von Wasser im Inneren.

Wie auf der Erde wurde auch das Magnetfeld des Mars einst von seinem Kern erzeugt. Aber die geringere Größe des Planeten führte zu einer schnelleren Abkühlung des Kerns und einem allmählichen Abbau des Magnetfelds. Dadurch war die Oberfläche ungeschützt vor der harten solaren und kosmischen Strahlung. Atmosphäre und Wasser begannen aktiv in den Weltraum zu entweichen.

Ein Teil des Wassers, so die Modelle, könnte entweder in die Tiefe gehen - und zu Grundwasser werden - oder in Form von Eis an den Polen gebunden werden. Die genauen Proportionen zwischen "entwichenem" und "verstecktem" Wasser sind noch Gegenstand der Forschung.

Die neue Studie zeigt, dass das uralte Wassersystem des Mars keine Ansammlung von zufälligen Kanälen war, sondern ein großes und organisiertes Netz von Einzugsgebieten, die riesige Mengen an Niederschlag transportierten. Dies ist ein weiteres Argument dafür, dass der Rote Planet einst viel feuchter war - und damit möglicherweise bewohnbarer.