Eisiger Ursprung: Viele vermeintliche Flusstäler auf dem Mars wurden offenbar nicht von Flüssen geformt, sondern von Gletschern. Ihre Form und Struktur entspricht irdischen Talnetzwerken, die durch subglaziales Schmelzwasser entstanden sind, wie nun die Analyse von gut 10.000 marsianischen Flussbetten ergab. Das könnte Modelle stützen, nach denen das Klima auf dem Mars selbst in seiner Frühzeit zu kühl für lange bestehende Flüsse war.
Auf dem Mars gibt es viele Landschaftsformen, die an ausgetrocknete Flusstäler erinnern: weit verzweigte Talnetzwerke, Mündungsdeltas und tief eingekerbte Schluchten. Doch wie diese Täler entstanden ist strittig. Einige Forscher sehen Flüsse als Urheber, andere dagegen eher Lavaströme oder Eis. Denn einigen Klimamodellen zufolge war die Atmosphäre selbst auf dem frühen Mars zu dünn und kalt für länger bestehende Gewässer und die Tonminerale könnten auch durch Wasserdampf entstanden sein.
Vergleich mit irdischen Talformen
Eine mögliche Erklärung für diesen Widerspruch könnten nun Forscher um Anna Grau Galofre von der University of British Columbia in Vancouver gefunden haben – durch den Vergleich der Marstäler mit irdischen Talformen. „Einige davon sind durch Flüsse entstanden, andere durch Gletscher oder andere Prozesse – und jede Art besitzt eine typische Form“, erklärt Galofre. Nach den typischen Merkmalen dieser irdischen Talvarianten haben sie und ihr Team nun auch auf dem Mars gesucht.
Für ihre Studie analysierten die Forscher Form und Struktur von 10.271 Tälern in 66 fluvialen Netzwerken des Mars. Sie ermittelten dafür Kern-Parameter wie die Verzweigungswinkel, die Breite der Hauptströme, das Verhältnis von Breite zu Länge der Flussnetzwerke sowie die Zahl ihrer Verzweigungen und verglichen diese mit den Parametern verschiedener Talformen auf der Erde.
Mehr subglaziale als fluviale Talnetzwerke
Das Ergebnis: Von den 66 untersuchten Marstälern könnten 14 tatsächlich primär durch freifließende Flüsse entstanden sein. Sie liegen meist rund um Arabia Terra, ein Hochland direkt nördlich des Marsäquators. „Unsere Resultate demonstrieren, dass nur ein kleiner Teil der Talnetzwerke die für eine Erosion durch Oberflächenwasser typischen Merkmale zeigen“, sagt Galofres Kollege Mark Jellinek. „Das steht in deutlichem Kontrast zur konventionellen Sichtweise.“
Doch die meisten Talnetzwerke auf dem Mars entstanden nicht durch Flüsse, sondern durch das Schmelzwasser von Gletschern oder sogar durch die Gletscher selbst. Die Forscher identifizierten 22 durch subglaziales Schmelzwasser gebildete Netzwerke und neun durch das Gletschereis geformte. Sie konzentrieren sich nicht in nur einer Region, sondern sind relativ weit verstreut und dominieren vor allem am Rand des marsianischen Hochlands.
Klimamodelle und Geologie „versöhnt“
Nach Ansicht von Galofre und ihrem Team könnte dies die Widersprüche zwischen einigen Klimamodellen und der marsianischen Talbildung lösen. „Frühere Interpretationen der Geologie erforderten Niederschläge und einen oberflächlichen Abfluss des Regenwassers, um die Talnetzwerke zu bilden – was aber Klimasimulationen widersprach, die einen kühlen frühen Mars postulierten“, so die Forscher. „Unser Bild versöhnt nun die Klimamodelle mit den geologischen Beobachtungen.“
Demnach könnte es zwar an manchen Orten auf dem Roten Planeten vorübergehend durchaus Seen und Flüsse gegeben haben. Ein großer Teil seiner Oberfläche war dagegen durch Eis und Frost geprägt. Doch unter den Mars-Gletschern war es warm und geschützt genug, um Schmelzwasser in ausgedehnten Netzwerken in die Ebenen strömen zu lassen – ähnlich wie heute unter den Eisschilden Grönlands und der Antarktis. (Nature Geoscience, 2020; doi: 10.1038/s41561-020-0618-x)
Quelle: University of British Columbia
