Montag, 14. April 2014

Studie: Marsatmosphäre war möglicherweise nie lebensfreundlich

Vergleich zwischen dem Delta in der Mars-Region Aeolis Dorsa (l.) und eine heutigen irdischen Flussdelta am Baikalsee. | Copyright: DiBiase et al./Journal of Geophysical Research/2013 and USGS/NASA Landsat

Pasadena (USA) - Während der Rote Planet heute eine trockene und lebensfeindliche Welt darstellt, könnte er vor mehr als 3.5 Milliarden Jahren über lange Zeiten hinweg große Wasserflächen, Flüsse und Meere beherbergt haben - so zumindest die bisherige Vorstellung vom frühen warmen, feuchten und damit auch potentiell lebensfreundlichen Mars. Eine neue Analyse der einstigen Marsatmosphäre stellt diese Vorstellung nun jedoch in Zweifel, kommt sie doch zu dem Schluss, dass diese möglicherweise auch früher nicht dicht genug war, um die Temperaturen längere Zeit über dem Gefrierpunkt und Wasser dadurch lange genug in flüssiger Form zu halten, damit Leben entstanden sein könnte.

Wie die Forscher um Edwin Kite vom California Institute of Technology (Caltech) aktuell im Fachjournal "Nature Geoscience" (DOI: 10.1038/ngeo2137) berichten, gingen bisherige Klimamodelle für den Mars davon aus, dass die Atmosphäre vor mehr als 3,5 Milliarden Jahren über einen Druck von mindestens 5 Bar verfügte und das milde Klima erst nach dem Verlust dieser dichten Atmosphäre abkühlte.

Für Ihre Analyse nutzten die Forscher die Geländedaten und Größen von Kratern in der Oberfläche der Marsregion Aeolis Dorsa, da anhand dieser regelrecht abgelesen werden kann, wie groß die sie verursachenden Meteoriten waren, um nicht von der Atmosphäre abgefangnen zu werden. Schließlich verhindert eine dichte Atmosphäre, dass kleinere Brocken die Oberfläche erreichen, da sich die Reibungshitze mit zunehmender dicht erhöht.


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Grund für die Ortswahl der Forscher war der Umstand, dass sich in Aeolis Dorsa in zahlreiche Krater aus der Frühzeit des Mars zwischen Ablagerungen alter Flussbetten finden lassen und an vielerlei Orten diese Krater zudem teilweise von den Sedimenten überdeckt sind. "Die Krater und Landschaft spiegeln somit den atmosphärischen Zustand zu Zeiten wieder, als der Mars noch deutlich feuchter war als heute."


Da die kleinsten Krater gerade einmal 20 bis 50 Meter groß sind, müssen sie also auch von entsprechend kleinen Brocken geschlagen worden sein. "Vor diesem Hintergrund schließen unsere Ergebnisse eine dichte und stabile Atmosphäre des Mars auch vor 3,6 Jahren aus." Die damalige Atmosphäre war demnach kaum dichter als 0,9 bis höchstens 1,9 Bar dicht - zu gering also, um die Oberflächentemperaturen lange genug über dem Gefrierpunkt zu halten: "Ein warmes, feuchtes Treibhaus-Szenario ist damit ausgeschlossen, die langfristigen Durchschnittstemperaturen lagen höchstwahrscheinlich unter dem Gefrierpunkt", so Kite.


Dennoch gibt es auch heute noch deutliche Hinweise auf einst mächtige Gewässer auf dem frühen Mars. Diese Landschaftsmerkmale deuten die Wissenschaftler als das Ergebnis starker Klimaschwankungen durch eine variierende Ausrichtung der Achse des Planeten. In diesen Zeiten, so die Vorstellung der Forscher, gaste das an den Polen des Mars als Eis gebundene Kohlendioxid nahezu gänzlich aus und sorgte so für wiederkehrende Perioden mit Treibhauseffekt, während derer auch Wasser geflossen sein könnten. Immer dann, wenn die Achse wieder kippte, kühlte sich das Klima wieder ab, das Kohlendioxid gefror und der atmosphärische Druck sank. In diese Perioden verorten die Forscher denn auch die Entstehung der kleineren Marskrater, während die Gewässer eher in den Perioden mit dichterer Atmosphäre geflossen sind. Alternativ, so vermuten die Wissenschaftler, könnten auch große Meteoriteneinschläge oder Vulkanausbrüche für wiederkehrenden wärmere Phasen gesorgt haben.


Folgt man der Argumentation von Kite und Kollegen, so hat es den dauerhaft warmen und feuchten Mars der bisherigen Vorstellungen nie gegeben. Vielmehr wäre das Marsklima hierfür möglicherweise viel zu instabil gewesen. Auch die Entstehung, geschweige denn die Entwicklung von Leben wäre unter solchen Bedingungen eher unwahrscheinlich.


Weitere Aufschlüsse erhoffen sich Marsforscher weltweit von den Ergebnissen der im vergangenen November gestarteten NASA-Mission "MAVEN", mit der die atmosphärischen Prozesse auf dem Mar erforscht werden sollen (...wir berichteten).


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Quelle: caltech.edu, nature.com
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