Mars – der Wassereisplanet

29.07.2005

ESA-Raumsonde Mars Express fotografiert Krater, in dem eine ovale Wassereisstruktur eingebettet ist

Der Mars ist ein Idealziel für eine bemannte interplanetare Mission, weil auf ihm Wasser vorhanden ist. Die europäische Sonde Mars Express konnte Anfang 2004 erstmals den sicheren Nachweis führen, dass das für die Ausbildung von Leben elementare Elixier Wasser auf dem Roten Planeten in Form von Wassereis en masse vorhanden ist. Gestern veröffentlichte die ESA einige Bilder, auf denen eine ovale Ansammlung von Wassereis zu erkennen ist. Das Besondere an dem Fund: Das Wassereis „friert“ inmitten eines Kraters vor sich hin.

Marskrater mit Wassereis. Bild: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Von der Sonne aus gesehen ist er der vierte Planet des Sonnensystems; Durchmesser: 6.787 Kilometer; Umlaufzeit um die Sonne: 687 Tage; 11 Prozent der Erdmasse; Anziehungskraft auf der Oberfläche: nur ein Drittel der Erdanziehung; zwei Monde Phobos und Deimos. Atmosphäre: 95 Prozent Kohlendioxid und 2,7 Prozent Stickstoff. Der Rest: Argon und Sauerstoff.

Abstand zur Erde: variiert zwischen 56 und 400 Millionen Kilometern. Oberfläche: Im Winter große und helle Polkappen, die zu dieser Zeit aus gefrorenem Kohlendioxid (Trockeneis) sowie aus Wassereis bestehen und im Sommer stark abschmelzen. Temperaturen an den Polkappen: je nach Jahreszeit zwischen etwa minus 140 Grad und minus 15 Grad Celsius. Eigentümliche Färbung wird durch rötlichen eisenhaltigen Staub hervorgerufen. Südhalbkugel: übersät von Einschlagkratern; Nordhalbkugel: gewaltige Schildvulkane, darunter der Olympus Mons mit 600 Kilometer Durchmesser und 27 Kilometer Höhe der größte Vulkan des Sonnensystems.

Unermüdlicher Funker

Streng genommen könnte dieser stichwortartige Steckbrief noch seitenlang fortgesetzt werden, so umfassend ist inzwischen das Datenmaterial über unserem Nachbarplaneten Mars http://www.wappswelt.de/tnp/nineplanets/mars.html. Kein außerirdischer Planet ist jemals so detailliert über einen längeren Zeitraum beobachtet, fotografiert und kartografiert worden. Und kein Planet hat bis dato so häufig irdischen Besuch erhalten.

Einer dieser terrestrischen Besucher, der Ende 2003 selbst zum Trabanten des Roten Planeten avancierte, ist die europäische Raumsonde Mars Express, die mithilfe der bislang tadellos operierenden High-Resolution-Stereo-Camera HRSC unermüdlich hervorragendes Bildmaterial (größtenteils) in 3-D-Qualität zur Erde funkt.

Der ESA-Orbiter Mars Express übertrifft die Erwartungen. Bild: ESA

Bereits im Januar 2004 gelang dem Orbiter in der über 2500 Jahre währenden Wissenschaftsgeschichte erstmals der "echte" Nachweis eines Elixiers, das hinsichtlich der Entwicklung und Evolution von außerirdischem Leben eine geradezu elementare Bedeutung hat:Wasser. Mars Express jedenfalls konnte seinerzeit den direkten und sicheren Nachweis führen, dass die gewaltigen vermuteten Wassereisvorkommen am Südpol des Roten Planeten gefrorenes Wasser sind.

Wassereis das ganze Mars-Jahr lang

Jetzt hat die ESA-Sonde anscheinend einen weiteren handfesten Beweis für die Anwesenheit von Wasser auf dem Mars gefunden. Wie die Europäische Raumfahrtagentur ESA und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR gestern berichteten, hat die hochauflösende Mars-Express-Stereokamera HRSC in der Nähe des Nordpols einen 35 Kilometer Durchmesser großen Krater lokalisiert und fotografiert, in dessen Zentrum weißes Wassereis deutlich hervorsticht. Der Einschlagskrater liegt bei 70,5 Grad nördlicher Breite und 103 Grad östlicher Länge in der nördlichen Tiefebene Vastitas Borealis.

Marskrater mit Wassereis. Bild: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

BU: Die Originalauflösung des Bildes beträgt etwa 15 Meter pro Bildpunkt. Für die Präsentation im Internet wurde die Originalauflösung der Bilddaten verringert. Besagtes Bild wurde am 2. Februar 2005 während Orbit 1343 aufgenommen.

Da die Temperaturen und der atmosphärische Druck in dieser Region nicht für eine Sublimation (Übergang vom festen in den gasförmigen Zustand) ausreichen, kann sich die Wassereis-Struktur das ganze Marsjahr über im Zentrum des Kraters halten. Anders sieht dies bei Kohlendioxideis aus. Im Gegensatz zum Wassereis ist dieses zum Zeitpunkt der Aufnahme – auf dem Roten Planeten herrscht zurzeit Mars-Sommer – bereits von der gesamten Nordpolkappe verschwunden.

Die Höhendifferenz zwischen der Oberfläche des Wassereises und dem Kraterboden in dieser Bildszene beträgt etwa 200 Meter. Der registrierte Unterschied in der Höhe hängt wohl weniger mit der Dicke des Wassereises zusammen, sondern wird vermutlich durch ein großes, unter dem Eis liegendes Dünenfeld verursacht, von dem am östlichen Eisrand noch einige Bereiche sichtbar sind. Möglicherweise bewegt sich die Dicke der auf dem Bild zu sehenden Wassereisstruktur selbst nur im Dezimeterbereich. Reste von Wassereis finden sich übrigens auch auf der Innenseite des südlichen Kraterrandes. Dieser nach Norden exponierte Hang empfängt durchschnittlich weniger Sonne, dadurch kann sich das Eis länger halten.

Allenfalls nur Indiziencharakter

Dass Wasser eine Grundvoraussetzung für die Entstehung von Leben ist (so wie wir es definieren!), sollte inzwischen allgemein bekannt sein. Ausgehend von der Prämisse, dass, wer nach Leben sucht, möglichst nach flüssigem Wasser Ausschau halten sollte, fahnden Astrobiologen schon seit geraumer Zeit gierig nach Wasser. Zwar haben bislang verschiedene Marsmissionen nach Wasser auf unserem Nachbarplaneten gesucht und sind dabei auch indirekt fündig geworden, wie etwa die US-Sonde Mars Global Surveyor, die im Jahr 2000 Rinnen auf der Oberfläche des Roten Planeten ausmachte, deren Entstehung sich die Planetenforscher nur durch sickerndes Wasser erklären konnten. Doch ähnliche Schlüsse zogen Wissenschaftler auch aus anderen Oberflächenformationen, die auf einst fließendes Wasser und Seen hindeuten.

Die erste direkte Beobachtung von Wasser in Form von Eis lieferte der NASA-Orbiter Mars Odyssey 2001, der im März 2002 mit Hilfe des Gammastrahlen-Spektrometers in der Nähe des Südpols gleich auf Anhieb beträchtliche Mengen Wasserstoff fand, die nur wenige Zentimeter unter der Oberfläche am Südpol in einer Eisschicht, also gefrorenem Wasser, eingebettet waren. Aber auch hier sprachen die Forscher nicht von einem Beweis, allenfalls von Indizien. Heute sieht dies gänzlich anders aus.

Die Bilder in 3-D-Qualität sind hier http://www.esa.int/SPECIALS/Mars_Express/SEMGKA808BE_0.html zu finden

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