Wasser-Vorrat für Mars-Astronauten

Marsianische Wasser-Quelle: Unter der flachen Marsebene Utopia Planitia liegt ein gewaltiges Wassereis-Depot. Es enthält so viel Wasser wie der drittgrößte See der Erde, der Lake Superior in den USA. Das Spannende daran: Dieses Wassereis liegt nur ein bis zehn Meter unter der Oberfläche – und wäre daher für künftige Mars-Astronauten leicht zu erreichen. Sie könnten mit diesem Eis ihren Wasserbedarf decken und sogar Treibstoff daraus gewinnen.

Auf dem Mars gibt es große Mengen Wassereis – das ist nicht neu. So tragen beide Pole des Roten Planeten Eiskappen und selbst im Marsstaub sind rund zwei Prozent Wasser gebunden. Noch größer aber ist das Wassereis-Reservoir unter der Marsoberfläche: In diesen Untergrund-Gletschern ist so viel Wassereis gespeichert, dass es den gesamten Mars gut einen Meter hoch bedecken könnte.

Allerdings: Diese Eisreservoire liegen oft ziemlich tief im Untergrund, zudem befinden sich viele von ihnen in hohen Breiten oder unter unwegsamem Terrain. Für Astronauten wären diese Wasservorkommen daher nur schwer erreichbar.

So viel Wasser wie im Lake Superior

Jetzt jedoch haben Cassie Stuurman von der University of Texas und ihre Kollegen eine vielversprechende Wassereisquelle für künftige Marsmissionen entdeckt. Aufspürt haben die Forscher das Wassereis durch Radardaten der NASA-Sonde Mars Reconnaissance Orbiter. Sie hatte den Untergrund der großen Tiefebene Utopia Planitia auf der Nordhalbkugel des Mars abgetastet und durchleuchtet.

Lage und Ausdehnung des Wassereis-Vorkommens in Utopia Planitia © NASA/JPL-Caltech/ Univ. of Rome/ASI/PSI

Dabei zeigte sich: In einem großen Gebiet zwischen 39 und 49 Grad nördlicher Breite liegt eine dicke Schicht Wassereis dicht unter der Oberfläche. Das Wassereis-Vorkommen ist zwischen 80 und 170 Meter dick und besteht zu 50 bis 85 Prozent aus Wassereis, wie die Forscher berichten. Insgesamt entspricht das hier gespeicherte Wasservolumen dem des drittgrößte Sees der Erde, dem Lake Superior, einem der Großen Seen in Nordamerika.

Abgelagert in der Mars-Eiszeit

Wie aber ist das Eis dorthin gelangt – so weit von den heutigen Polen entfernt? In dieser Region der gemäßigten Breiten würde heute jedes Wassereis an der Oberfläche sehr schnell sublimieren – verdampfen. Doch während einer der Eiszeiten des Mars war dies anders: Weil damals die Achse des Planeten stärker gekippt war, sammelte sich Eis in den gemäßigten Breiten statt an den Polen.

„Während dieser stärker gekippten Phasen bildete sich auch dieses Untergrund-Eisdepot“, erklärt Stuurman. „Es entstand, als Schnee sich ansammelte und eine mit Staub gemischte Eisdecke bildete.“ Eine später darübergewehte Staubschicht verhinderte, dass dieses Eis wieder verdampfte, als die Eiszeit endete und die Marsachse sich aufrichtete.

Ressource für künftige Marsmissionen

Spannend für künftige Marsmissionen aber ist etwas Anderes: Das Wassereis-Vorkommen liegt nur einen bis zehn Meter tief unter der Oberfläche. Es wäre daher für künftige Astronauten mit einfachen Geräten erreichbar. Sie könnten so den Wasserbedarf für sich, eine Station und eine mögliche Treibstoffproduktion vor Ort decken.

Ebenfalls ein Eisanzeiger: Die Oberfläche der Ebene Utopia Planitia besteht aus schollenförmigen Vertiefungen © NASA/JPL-Caltech/ Univ. of Arizona

„Dieses Vorkommen ist damit zugänglicher als das meiste andere Wassereis auf dem Mars“, erklärt Koautor Jack Holt von der University of Texas. „Es liegt in relativ gemäßigten Breiten und unter einer flachen Landschaft, in der ein Raumschiff leichter landen könnte als in anderen eisreichen Gebieten.“ Tatsächlich liegen die Wassereis-Vorräte nur wenig südwestlich vom Standort der NASA-Marssonde Viking 2, die dort 1976 landete.

Marsianisches Klimaarchiv

„Die Eisvorkommen in Utopia Planitia sind aber nicht nur eine wertvolle Ressource, sie sind auch eines der zugänglichsten Klimaarchive auf dem Mars“, sagt Joe Levy von der University of Texas. „Wenn Astronauten einer künftigen Marsmission dieses Wassereis nutzen und beproben, hilft ihnen das nicht nur zu überleben, es trägt auch dazu bei, die Geheimnisse der marsianischen Eiszeiten zu lüften.“

Schon jetzt erklärt die unterirdische Eisschicht, warum dieses Gebiet von Utopia Planitia eine auffallende Oberflächenstruktur aufweist: Es besteht aus vieleckigen, eingesenkten Schollen, die durch GRate voneinander getrennt sind. Solche Polygone sind auf der Erde typisch für Arktis-Regionen, in denen Eis dicht unter dem Untergrund liegt. Auch die große Eisebene Sputnik Planum auf dem Zwergplaneten Pluto besitzt ähnliche Strukturen.

(NASA, 24.11.2016 – NPO)