Täler künden von einstigen starken Regenfällen auf dem Mars


Die Täler des Osuga Valles auf Mars sind bis zu 900 Meter tief und an einigen Stellen 20 Kilometer breit.

Copyright: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO

Zürich (Schweiz) – Verblüffende Ähnlichkeiten zwischen Geländestrukturen auf dem Mars  und irdischen Trockengebieten belegen nun ein urzeitliches Mars-Klima, in dem sporadische Starkniederschläge Täler erodierten.

Auf der Marsoberfläche gibt es Strukturen, die Gewässernetzen auf der Erde ähneln. Aus diesem Grund gehen die meisten Wissenschaftler davon aus, dass es auf dem Roten Planeten einst genügend Wasser gegeben haben muss, um Fließgewässer und Meere zu speisen, die dann ihren Lauf in den Untergrund einfraßen.

Schon lange streiten sich Forscher allerdings über die Frage, aus welcher Quelle dieses Wasser stammte. Zur Auswahl stehen Regenwasser oder im Boden gebundenes Wassereis, das aufgrund vulkanischer Aktivitäten schmolz, aufstieß und Fließgewässer bildete. Das Problem: Jedes dieser beiden Szenarien lässt komplett andere Schlüsse auf die Klimageschichte des roten Planeten zu.

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In einer aktuell im Fachjournal „Science Advances“ (DOI: 10.1126/sciadv.aar6692) veröffentlichten Studie zeigen Wissenschaftler um den Physiker Hansjörg Seybold und Prof. James Kirchner von der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich gemeinsam mit Kollegen um den Planetenspezialisten Edwin Kite von der Universität Chicago nun, dass die Verzweigungsstruktur der ehemaligen Flussnetzwerke auf dem Mars Parallelen zu Strukturen von Trockengebieten auf der Erde aufweisen.

Aus der Statistik aller auf dem Mars kartierten Flusstäler schließen die Wissenschaftler, dass deren noch heute sichtbaren Verläufe durch oberflächlichen Abfluss von (Regen-)Wasser geschaffen worden sein müssen – und schließen den Einfluss von Grund- oder Schmelzwasser aus dem Boden damit aus.

Der Winkel einer Flussverzweigung wird unter anderem davon beeinflusst, wie trocken ein Gebiet ist und ob Grundwasser aufstößt.
Copyright: aus Seybold 2018, Science Adv.

„Die mittlere Größe und die Verteilung der Verzweigungswinkel der Flusstäler auf dem Mars decken sich mit denjenigen von Trockengebieten auf der Erde“, erläutert Seybold. „Das spricht dafür, dass es auf dem Mars über einen längeren Zeitraum hinweg zu sporadischen starken Regenfällen gekommen sein muss und dass das Regenwasser rasch oberflächlich abgeflossen sein dürfte.“ Auf diese Weise entstehen Flusstäler in Trockengebieten der Erde. In Arizona beispielsweise auf einem Übungsgelände der NASA, wo Mars-Missionen vorbereitet werden, beobachteten die Forscher im Gewässernetz dasselbe Muster.


Auffällige Parallele: Die Winkel von Flussverzweigungen – hier ein Ausschnitt der Warrego Vallis-Region – auf dem Mars sind spitz und entsprechen denen von Trockengebieten auf der Erde.

Copyright: NASA / JPL / ASU

Es sind die verhältnismäßig spitzen Verzweigungswinkel auf dem Mars, aufgrund derer die Forscher den Einfluss von Grundwasserausbrüchen auf dem Mars ausschließen: „Flussnetzwerke, die stark von aufquellendem Grundwasser beeinflusst werden, wie man sie zum Beispiel in Florida findet, haben im Mittel stumpfere Verzweigungswinkel zwischen den beiden Zuflüssen und decken sich nicht mit den spitzen Winkeln von Gewässern in Trockengebieten.“

Bedingungen wie in heutigen irdischen Trockengebieten herrschten auf dem Mars wahrscheinlich nur während einer ziemlich kurzen Epoche vor circa 3,6 bis 3,8 Milliarden Jahren. In dieser Zeit könnte die Mars-Atmosphäre viel dichter gewesen sein als heute. „Neuere Forschung zeigt, dass es auf dem Mars wesentlich mehr Wasser gegeben haben muss als bislang angenommen“, so Seybold.

Eine Hypothese besagt, dass das nördliche Drittel des Mars damals von einem Ozean bedeckt gewesen war. Wasser verdunstete, kondensierte rund um die hohen Vulkane des südlich des Ozeans gelegenen Hochlands und führte dort zu vereinzelten, aber starken Regenfällen. Dadurch formten sich Wasserläufe, welche die heute zu beobachtenden Spuren auf dem Mars hinterließen.

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