Eiszeiten auf dem Mars nicht lange her

Auch auf dem Mars gab es Eiszeiten: Das unter der Oberfläche des Mars gefundene Wassereis ist wahrscheinlich während solcher Kaltphasen in der jüngeren Vergangenheit des Roten Planeten dort abgelagert worden, darauf deuten neue Auswertungen von Daten einer NASA-Mars-Sonde hin. Wie Forscher in der Fachzeitschrift „Geophysical Research Letters“ berichten, könnte ein periodisches Kippen der marsianischen Rotationsachse diese Eiszeiten ausgelöst haben.

In den polaren Gebieten des Mars, aber teilweise auch in den mittleren Breiten, haben Untersuchungen von Sonden immer wieder Wassereis vermischt mit dem Regolith des Untergrunds unter der Oberfläche nachgewiesen. Teilweise tritt es in nachträglich eingekerbten Rissen und Schluchten oder an den polwärts zeigenden Hängen von Einschlagskratern zu Tage. Aber woher stammt dieses Eis?

Zwei Hypothesen zur Eisentstehung

Unter Marsforschern gibt es dazu bisher zwei Hypothesen. Die eine geht davon aus, dass Wasserdampf in das poröse Untergrundgestein eindrang und hier zu Eis kristallisierte. Der Wasserdampf-Austausch zwischen dem Untergrund und der Atmosphäre wurde dabei von klimatischen Faktoren bestimmt. Die zweite Hypothese geht ebenfalls von Klimafaktoren aus, genauer gesagt von Eiszeiten in der jüngsten Vergangenheit. Während dieser Abkühlungsphasen seien Eis, Schnee und Staub direkt auf den Untergrund abgelagert worden.

Um herauszufinden, welche der beiden Hypothesen zutreffen, analysierten jetzt Wissenschaftler des NASA Jet Propulsion Laboratory in Pasadena und der Brown Universität in Rhode Island Daten des High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) an Bord der Sonde Mars Reconnaissance Orbiter. Besonderes Augenmerk richteten die Forscher dabei auf Aufnahmen von Terrain in mittleren Breiten, wo durch die Landschaftsformen Bereiche des unter der Oberfläche liegenden Untergrunds ans Tageslicht treten.

Schichten deuten auf eiszeitliche Ablagerung hin

Die untersuchten Landschaftsformen sind durch geschichtete Ablagerungen von mehreren Metern Dicke gekennzeichnet, die sich über hunderte von Metern erstrecken. Nach Ansicht der Wissenschaftler deutet die spezifische Strukturen der Schichtungen eher darauf hin, dass die zweite Hypothese zutrifft: Die Schichten bildeten sich wahrscheinlich, als Staub, Eis und Schnee sich in wechselnden Mengen während einer oder mehrerer nicht lange vergangener Eiszeiten sich ablagerten. Die Hypothese einer Diffusion von Wasserdampf hätte dagegen, so die Autoren, diese spezifischen Schichtstrukturen nicht hervorrufen können.

Neigung der Rotationsachse als Auslöser

Auslöser für die Eiszeiten auf dem Mars könnte eine stärkere Neigung der Rotationsachse des Planeten gewesen sein. Hinweise auf eine solche Verschiebung der heute nur um 25,2 Grad gegenüber der Bahnebene gekippten Achse gibt es bereits seit längerem. Im Gegensatz zur Erde änderte der Rote Planet im Laufe von Millionen von Jahren offenbar mehrfach seine so genannte Obliquität. Die Achse schwankte dabei zwischen einer fast senkrecht auf der Bahnebene stehenden Position und einer bis zu 60 Grad gekippten. In der gekippten Stellung fällt die Sonneneinstrahlung nicht gleichmäßig auf beide Halbkugeln, sondern es kommt zu ausgeprägten Jahreszeiten. Solche Veränderungen könnten auch zu einer Art Eiszeit geführt haben.

Relikte dieser Eiszeiten in Form von Eis im oberflächennahen Untergrund könnte noch heute bis in mittlere Breiten von 30 bis 50° erhalten sein, so die Forscher.

(American Geophysical Union, 28.08.2009 – NPO)