Mars: Letzte Eiszeit ist nicht lange her

Abrupter Klimawechsel: In den eisigen Polkappen des Mars haben Forscher erstmals Belege für eine vergangene Eiszeit entdeckt. Radaranalysen zeigen, dass der Rote Planet vor rund 370.000 Jahren einen Klimaumschwung erlebte, der diese Eiszeit beendete und seither für Eisschwund außerhalb der marsianischen Polargebiete sorgt. Dafür wachsen seither die Polkappen des Planeten, wie die Forscher im Fachmagazin „Science“ berichten.

Auf der Erde gab es immer wieder Eiszeiten – ausgelöst, weil Erdbahn und Rotationsachse im Laufe langer Zeiträume Veränderungen durchlaufen. Dies führt dazu, dass zu bestimmten Zeiten weniger Sonnenlicht die Erdoberfläche erreicht – dadurch kühlt sich das Klima ab.

Verräterische Eisablagerungen

Doch schon länger vermuten Planetenforscher, dass auch der Mars mindestens eine Eiszeit hinter sich haben muss. Indizien dafür liefern zum einen die auffallend geschichteten Eiskappen der marsianischen Pole. Sie deuten auf mehr oder weniger periodische Klimawechsel hin, die mal zur Ablagerung von Eis führten, dann wieder zur Erosion.

Und noch ein Indiz gibt es: Im letzten Jahr ermittelten Forscher anhand von Radardaten, dass es in den mittleren Breiten des Mars tausende von Gletschern gibt. Unter einer dicken Staubdecke verborgen blieben sie vor dem Verdampfen geschützt. Um solche Eisreservoire in diesen Regionen zu schaffen, muss es dort jedoch einst deutlich kälter gewesen sein – wie beispielsweise während einer Eiszeit.

Die weiße Linie im Querschnitt des marsianischen Nordpol-Eises zeigt, wann der Klimaumschwung stattfand. © Fritz Foss und Nathaniel Putzig

Eis in der Klimawippe

„Im Gegensatz zu ihrem irdischen Gegenstück ereignen sich die marsianischen Eiszeiten aber dann, wenn die Pole wärmer sind als normal und dafür das Wassereis in den niedrigeren Breiten stabiler ist“, erklären Isaac Smith vom Southwest Research Institute in San Antonio und seine Kollegen. In diesen Zeiten bilden sich vermehrt Gletscher in den gemäßigten Breiten, dafür schrumpfen die Polkappen.

Endet die Eiszeit wieder, sublimiert das Eis der Gletscher und lässt diese allmählich schrumpfen. Der dabei aufsteigende Wasserdampf lagert sich als Eisschicht an den kälteren Polkappen ab. Wie eine große Klimawippe bewegt sich das Eis damit sozusagen von den Polen in die niedrigen Breiten und zurück.

Ende vor 370.00 Jahren

Wann die letzte Eiszeit des Mars endete und wieviel Eis seither polwärts transportiert wurde, haben Smith und seine Kollegen nun erstmals anhand von Radaranalysen der marsianischen Polkappen ermittelt. Wie sie feststellten, liegt die Eiszeit rund 370.000 Jahre zurück – und ist damit nach geologischen Maßstäben noch gar nicht so lange her.

Seither sind die Polkappen des Mars um rund 87.000 Kubikkilometer Eis angewachsen, das entspricht einer globalen Eisschicht von 60 Zentimetern Höhe. „Spuren der Sublimation deuten zudem darauf hin, dass das Grundeis der mittleren Breiten nicht mehr mit dem aktuellen Klima im Gleichgewicht steht“, berichten die Forscher. Anders ausgedrückt: Dort ist es eigentlich längst zu warm für diese Gletscher. Sie verlieren daher pro Jahr 0,24 Kubikkilometer Eis, das dann an den Polen des Mars abgelagert wird.

Starkes Kippeln der Achse

Das Wissen um diese Veränderungen trägt dazu bei, die eisige „Klimawippe“ des Roten Planeten besser zu verstehen. Denn die Ursachen für die marsianischen Eiszeiten sind zwar ähnliche wie auf der Erde, sie können aber auf dem Mars sehr viel heftiger ausfallen. Aus geologischen Studien weiß man, dass die Neigung seiner Rotationsachse im Laufe von hunderten bis tausenden Millionen Jahren um bis zu 60 Prozent schwanken kann.

„Weil das Klima des Mars durch diese Schwankungen stärker fluktuiert, verteilt sich das Eis jedes Mal anders“, erklärt Smith. Wenn man aber weiß, wo und wieviel Eis umverteilt wurde, dann können entsprechende Klimamodelle des Planeten entsprechend angepasst werden. „Weil der Mars zudem keine Ozeane mehr besitzt, repräsentiert er eine Art vereinfachtes Labor, um auch das Klima der Erde besser zu verstehen.“ (Science, 2016; doi: 10.1126/science.aad6968)

(Southwest Research Institute, 27.05.2016 – NPO)