Lebensfreundliche Ära auf dem Mars war global

Die Bedingungen auf dem Mars waren in seiner Frühzeit nicht nur regional lebensfreundlich, sondern global. Das zeigen jetzt in „Science“ veröffentlichte Funde von Tonmineralien in Kratern der Nordhalbkugel des Roten Planeten. Bisher waren diese nur in Gegenwart von Wasser entstehenden Verbindungen ausschließlich auf dem Hochland des Südens nachgewiesen worden.

In den letzten Jahren haben die Marssonden der NASA und der ESA tausende von Orten auf den Hochebenen der Südhalbkugel des Mars entdeckt, in denen Tonminerale das Vorkommen feuchter Umweltbedingungen vor Milliarden von Jahren belegten. Ob diese potenziell lebensfreundlichen Bedingungen jedoch einst auch auf der Nordhalbkugel herrschten, war bislang unklar. Denn dort hat vulkanische Aktivität die Gesteinsschichten aus der Frühzeit des Roten Planeten unter sich begraben, so dass bisher keine solche Tonminerale nachgewiesen werden konnten.

Krater im nördlichen Tiefland analysiert

Das hat jetzt ein französisch-amerikanisches Forscherteam geändert. Die Wissenschaftler nutzten Daten des „Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars“ (CRISM), eines Instruments an Bord der NASA Sonde Mars Reconnaissance Orbiter, um gezielt die chemische Zusammensetzung des Untergrunds in 91 Kratern des nördlichen Tieflands zu analysieren.

Schon zuvor hatte ein Spektrometer an Bord der ESA-Sonde Mars Express erste Hinweise auf bestimmte Tonminerale, so genannte Phyllosilikate, sowie andere hydratisierte Silikate in Kratern gefunden. Die Auflösung des Spektrometers reichte jedoch für weitergehende Funde der meist nur sehr kleinen Ablagerungen nicht aus. „Wir benötigten die bessere räumliche Auflösung um die Identifizierung zu bestätigen“, erklärt John Carter von der Universität von Paris, Hauptautor der Studie. „Die beiden Instrumente haben unterschiedliche Stärken, daher ist es ein großer Vorteil, beide nutzen zu können.“

Tonmineral-Funstellen im Lyon-Krater (50,5° Nord, 29,3° Ost), einem von neun Kratern der Nordhalbkugel, in dem diese Indizien für einstigen Wasserreichtum nachgewiesen wurden. Die roten Rahmen zeigen CRISM-Analysen, die blauen Streifen Beobachtungen einer vorherigen Spektrometermessung. © NASA/JPL

Tonminerale belegen feuchte Ära auch im Norden

Die neuen Daten des CRISM-Spektrometers bestätigten die Funde wie erhofft und wiesen Tonminerale in mindestens neun Kratern auf der Nordhalbkugel nach. Sie können nur in einer wasserreichen Umgebung entstanden sein. Die Funde stützen die bisherige Vorstellung zur zeitlichen und räumlichen Einordnung der „feuchten“ Periode in der Vergangenheit des Roten Planeten.

„Wir können jetzt eindeutig sagen, dass der Planet vor rund vier Milliarden Jahren in globalem Maßstab durch flüssiges Wasser verändert worden ist“, so Carter. Es gibt andere Hinweise, die auch später noch kürzer anhaltende feuchte Perioden oder Wasservorkommen, die sehr salzig oder sauer waren, hindeuten. Doch die frühe feuchte Ära war offensichtlich sowohl lang als auch ausgedehnt.

Feuchte Periode nach gigantischem Einschlag

Die zeitliche Einordnung dieser Periode wird gestützt durch die Vorstellungen zur Entstehung der nördlichen Tiefebene. Demnach wurde sie gebildet, als ein großes Objekt auf der Nordhalbkugel einschlug und fast die Hälfte der Marsoberfläche in einen gigantischen Einschlagskrater verwandelte.

„Dieser große Einschlag hätte jeden Hinweis auf die zuvor im Norden herrschenden Umweltbedingungen ausgelöscht. Er muss sich daher weit vor dem Ende der feuchten Periode ereignet haben“, erklärt Scott Murchie von der Johns Hopkins University, Wissenschaftlicher Leiter am CRISM-Instrument. Nach Ansicht der Wissenschaftler muss daher die Bildung der Tonmineralien – und damit auch die wasserreiche, potenziell lebensfreundliche Zeit – eher nach diesen Einschlag gelegen haben.

(NASA/Jet Propulsion Laboratory, 28.06.2010 – NPO)