Reichlich Wasser auf dem Mars

Auf dem Mars gibt es auch heute noch reichlich Wasser: Man muss nur den Marsstaub erhitzen, schon wird das darin gebundene Nass frei. Das zeigen jüngste Daten des Marsrovers Curiosity. Immerhin zwei Prozent Wasser soll demnach im Marsboden enthalten sein – überraschend viel. Künftige Mars-Astronauten könnten diese Ressource nutzen, um sich mit Wasser zu versorgen. Über dieses und andere Ergebnisse des Curiosity-Rovers berichten gleich fünf Forscherteams nun im Fachmagazin „Science.

Der Mars gilt heute als eher trockener Planet. Obwohl er früher Ozeane, Flüsse und Seen besaß, gibt es heute Wasser allenfalls in Form von Eis an den Polen oder als Wasserdampf in der Atmosphäre. Ob es möglicherweise noch andere, versteckte Reservoire gibt, soll der Marsrover Curiosity klären helfen, der seit August 2012 auf dem Roten Planeten unterwegs ist. Dafür stattete die NASA den Rover mit allem aus, was ein rollendes Chemielabor so braucht.

Jetzt berichten verschiedene Forscherteams in gleich fünf Veröffentlichungen darüber, was der Marsrover in den ersten drei Monaten gefunden hat. Und tatsächlich: Schon mit den ersten Messungen der ChemCam zeigten sich erste Hinweise für mögliches Wasser im Marsuntergrund. Dieses Instrument verdampft kleine Mengen einer Probe mit Hilfe eines Laserstrahls und erzeugt dabei kurzzeitig ein extrem heißes Plasma. Das Licht dieses Plasmas fängt ein Spektrometer auf und analysiert daraus die Zusammensetzung. „Jedes Mal, wenn wir den Laser auf Marsstaub richteten, sahen wir einen signifikanten Wasserstoff-Peak“, berichtet Roger Wiens, Leiter des ChemCam-Teams.

Wasser für künftige Mars-Astronauten

Aber Wasserstoff bedeutet nicht automatisch auch Wasser. Doch wenig später bestätigte ein weiteres Instrument – die „Sample Analysis at Mars instrument suite“ (SAM) diesen Fund. Das etwa kühlschrankgroße Gerät sitzt an der Vorderseite des Rovers und kann Probenmaterial erhitzen und dann mit Hilfe von drei Instrumenten analysieren, einem Massenspektrometer, einem Gaschromatographen und einem verstellbaren Laserspektrometer. Mit ihrer Hilfe analysierte Curiosity Proben von Marsgestein unter anderem aus dem sogenannten Rocknest, einer sandigen Ebene im Gale Krater, auf ihre chemischen Komponenten und Isotopen hin.

Sieht aus wie Fußabdrücke, sind aber die Spuren der Probennahme durch den Curiosity-Rover auf dem Mars. © NASA/JPL

Das Ergebnis: „Etwa zwei Prozent des Marsbodens bestehen aus Wasser“, berichtet Laurie Leshin vom Rensselaer Polytechnic Institute in Troy. Das Wasser ist im Gestein gebunden und wird beim Erhitzen frei. „Das ist wissenschaftlich interessant, es handelt sich aber auch um eine nutzbare Ressource“, so der Forscher. Zukünftigen Mars-Pionieren stehe damit eine leicht zugängliche und überall verfügbare Wasserquelle zur Verfügung: „Wenn wir Menschen zum Mars schicken, brauchen die dort nur ein bisschen Erde aufschaufeln, sie erhitzen und schon bekommen sie Wasser“, sagt Leshin.

Erosion auf frischer Tat ertappt

Die Messungen der ChemCam im Rocknest ergaben auch, dass die Marsböden aus zwei unterschiedlichen Komponenten bestehen. Neben den extrem feinkörnigen Partikeln, die fast überall im Marsstaub zu finden sind und sich wie ein feiner Film über alle legen, entdeckte das Instrument auch gröbere Teilchen. Sie sind bis zu einem Millimeter groß und spiegeln die Zusammensetzung der lokalen Gesteine wieder.

Das deutet darauf hin, dass diese größeren Partikel durch Erosion und Verwitterung größerer Brocken gebildet wurden. Die ChemCam hat damit quasi einen Einblick in den Prozess erhalten, der mit der Zeit dafür sorgt, dass sowohl auf der Erde als auch auf dem Mars ganze Gebirge durch die Wirkung von Wind, Sand und Sonne abgetragen werden.

Der Gesteinsbrocken "Jake Matijevic" entpuppte sich als ziemlich ungewöhnlich. © NASA/JPL

Ein ungewöhnlicher Stein

Ein weiteres Instrument des Marsrovers, das Alpha Particle X-ray Spectrometer, hat ebenfalls Neues gefunden: Bei der Untersuchung eines Felsbrockens stellte sich dieser als für den Mars äußerst ungewöhnliches Gestein heraus: Ein sogenannter Mugearit, ein magmatisches Gestein, dass auf der Erde vor allem in Riftzonen auftritt – dort, wo zwei tektonische Platten auseinander weichen und neue Kruste entsteht.

„Auf der Erde haben wir eine recht gute Idee, wie sich Mugearite und ähnliche Gesteine bilden: Es beginnt mit Magma tief im Erdinneren, das in der Gegenwart von ein bis zwei Prozent Wasser kristallisiert“, erklärt Martin Fisk von der Oregon State University. Die Kristalle setzten sich dann ab und übrig bleibt das Mugearit-Magma, die dann über vulkanische Eruptionen an die Oberfläche gelangt und erstarrt. Der Fund dieses Gesteins könnte belegen, dass auch im tiefen Untergrund des Mars noch Wasser vorhanden ist. ER zeigt aber auch, dass vulkanische Gesteine auf dem Roten Planeten durchaus unterschiedliche Zusammensetzungen haben.

(NASA/ Science, 27.09.2013 – NPO)