Verborgener See liefert Hinweise auf jungen Vulkanismus auf dem Mars

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Blick auf die südliche Polkappe des Mars. Copyright: NASA

Blick auf die südliche Polkappe des Mars.
Copyright: NASA

Tucson (USA) – Die jüngste Entdeckung eines Sees flüssigen Wassers unter der Eiskappe des Mars-Südpols legt nahe, dass es – um das Wasser flüssig zu halten – am Südpol des Roten Planeten auch eine unterirdische Wärmequelle geben muss.

Wie Forscher um Michael Sori und Ali Bramson  von der University of Arizona aktuell im Fachjournal „Geophysical Research Letters“ (DOI: 10.1029/2018GL080985) berichten, sehen sie ihre Studie allerdings nicht als weiteren Beleg für die Existenz des verborgenen Mars-Sees bzw. Mars-Tümpels (…GreWi berichtete), sondern haben sich umgekehrt die Frage gestellt, wodurch ein solches Gewässer entstanden sein und sich erhalten haben könnte.

Als Erklärung vermuten die Wissenschaftler junge magmatische Aktivität, etwa die Entstehung einer Magma-Kammer unterhalb der Mars-Oberfläche innerhalb der vergangenen hunderttausend Jahre. Nur so sei das flüssige Gewässer unterhalb der 1,5 Kilometer dicken Eiskappe zu erklären. Im Umkehrschluss attestieren die Autoren der Studie dass, sollte es diese magmatische Aktivität nicht geben, vermutlich auch der flüssige See nicht existiert.

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Die Vorstellung unterirdischer Magma-Aktivität würde das immer stärker in den Vordergrund tretende Bild vom Mars als bis heute noch geologisch lebendigen Planeten stützen und zu einem besseren Verständnis des Roten Planeten und seiner Entwicklung beitragen.

Die Existenz eines flüssigen Sees auf dem Mars, würde auch die Wahrscheinlichkeit für heute noch existierendes Leben auf dem Roten Planeten erhöhen: „Wir denken, dass wenn es auf dem Mars irgendeine Form von Leben gibt, so müsste es von der Strahlung an der Oberfläche des Planeten abgeschirmt sein“, so die Forscher und erläutern dazu weiter: „Wenn es nun aber selbst heute noch aktive magmatische Prozess auf dem Mars gibt, so gab es diese vermutlich auch noch in der jüngeren Vergangenheit des Planeten und sie könnte zu weiteren, potentiell lebensfreundlichen Schmelzgewässern geführt haben.“

Hintergrund
Der Mars besitzt zwei gewaltige, mehrere Kilometer dicke Eiskappen jeweils über seinen Polen. Auf der Erde sind Reservoire und Taschen flüssigen Wassers unter vergleichbaren Eisdecken überall dort geradezu üblich, wo das Eis auf die Erdkruste trifft.

Radaraufnahmen des Marsuntergrunds unweit der permanenten Eiskappe des Mars-Südpols (l.) zeigen ungewöhnlich hell reflektierende Signale (r. blau). Copyright: ESA/NASA/JPL/ASI/Univ. Rome; R. Orosei et al 2018

Radaraufnahmen des Marsuntergrunds unweit der permanenten Eiskappe des Mars-Südpols (l.) zeigen ungewöhnlich hell reflektierende Signale (r. blau). Copyright: ESA/NASA/JPL/ASI/Univ. Rome; R. Orosei et al 2018

Erst im vergangenen Jahr zeigten Radaraufnahmen Signale, die für einen unter des südlichen Eiskappe verborgen liegenden See flüssigen Wassers sprechen (…GreWi berichtete). Wie das flüssige Wasser jedoch auf den Grund der südlichen Polkappe des Mars gelangte, bzw. dort entstand, war und ist bislang noch unklar.

Da der Mars viel kühler als die Erde ist, war bislang unklar, welche Art von Umgebung überhaupt erforderlich ist, um das Eis am Fuß der Eiskappe zu schmelzen. Obwohl in früheren Studien untersucht wurde, ob an der Basis der Eiskappen des Mars flüssiges Wasser vorhanden sein könnte, hatte noch niemand den genauen Ort untersucht, an dem der „See“ im vergangenen Jahr dann entdeckt wurde.

“Zunächst dachten wir, es gäbe viel mehr Spielraum, um flüssiges Wasser zu erklären und herauszufinden, welche Art von Umgebung notwendig ist, um das Eis überhaupt zu schmelzen, welche Temperaturen und welche geologischen Prozesse es dazu braucht. Schließlich ist es unter normalen Umständen ja zu kalt dafür”, so Sori.

In ihrer neuen Studie gingen die Forscher um Sori zunächst davon aus, dass der Nachweis von flüssigem Wasser unter der Eiskappe korrekt war, und suchten dann nach jenen Parametern, die für das Vorhandensein des Wassers erforderlich wären. Hierzu führten sie eine physikalische Modellierung des Mars durch, um zu verstehen, wie viel Wärme aus dem Inneren des Planeten kommt und ob sich an der Unterseite der Eiskappe genug Salze befinden könnten, um das Eis zu schmelzen – schließlich senkt Salz den Schmelzpunkt von Eis erheblich ab, sodass zunächst angenommen wurde, dass Salze an der Basis der Eiskappe zum Schmelzen des dortigen Eises hätte führen können.

In den angewandten Modellen zeigte sich, dass Salze alleine die Temperatur nicht hoch genug anheben könnten, um das Eis zu schmelzen. Es brauche also zusätzliche Wärme aus dem Inneren des Planeten.

Eine plausible Wärmequelle wäre vulkanische Aktivität im Untergrund des Planeten. Hierzu könnte Magma aus dem tiefen Inneren des Mars vor etwa 300.000 Jahren zur Oberfläche aufgestiegen sein und sich hier seinen Weg an die Oberfläche gebahnt haben. Dann sei diese aber nicht in einem Vulkanausbruch ausgetreten, sondern könnte sich in einer Magmakammer unter der Oberfläche gesammelt haben. Als die Magmakammer dann abkühlte, setzte sie jene Wärme frei, die dann das Eis am Fuß der Eiskappe schmolz. Die Magmakammer könnte die Eiskappe noch heute mit Wärme versorgen, um so das flüssige Wasser zu erzeugen.

Tatsächlich ist die Vorstellung von vulkanischer Aktivität auf dem Mars ist nicht neu und noch heute gibt es zahlreiche Hinweise auf Vulkanismus auf der Oberfläche des Planeten. Die meisten dieser vulkanischen Merkmale sind jedoch Millionen von Jahre alt, weshalb viele  Wissenschaftler glauben, dass es schon sehr lange keine vulkanische Aktivitäten unterhalb und oberhalb der Oberfläche des Roten Planeten mehr gibt.

Heute noch aktiver Vulkanismus auf dem Mars würde hingegen bedeuten, „dass heute im Inneren des Mars immer noch eine aktive Magmakammer-Entstehung stattfindet, und der Mars doch nicht nur ein kalter Planet ist“, so Bramson abschließend.

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