5 große Mars-Mysterien, die es noch zu lüften gilt

Der vierte Planet von der Sonne steht schon seit Langem im Zentrum des wissenschaftlichen Interesses und der menschlichen Vorstellungskraft. Seit Jahrzehnten schicken uns Sonden und Raumfahrzeuge, die den Roten Planeten erkunden, Bilder einer fremden Welt von atemberaubender Schönheit.

Mit seinen Bergen, die bis zu dreimal höher als der Mount Everest sind, und Schluchten von der fünffachen Länge des Grand Canyon scheint der Mars ein Paradies für wagemutige Abenteurer zu sein. Mit seiner staubigen Atmosphäre, den etwa 24 Stunden währenden Tagen und den polaren Eiskappen, die dem Wechsel der Jahreszeiten unterliegen, weist unser Nachbarplanet einige Gemeinsamkeiten mit der Erde auf.

Die nächste große Mission der NASA ist bereits in vollem Gange: Ende November soll der InSight Lander auf dem Mars landen. Aber bis der erste Mensch seinen Fuß auf den Boden des Roten Planeten setzt, werden einige Rätsel dieser geheimnisvollen Welt womöglich ungelöst bleiben.

Gibt es flüssiges Wasser auf dem Mars?

Die heutige Marsatmosphäre ist so kalt und dünn, dass alles flüssige Wasser an der Oberfläche entweder verdampfen oder gefrieren müsste. Seit mehr als vierzig Jahren liefern Raumfahrzeuge aber Bilder von geologischen Merkmalen, die wie Hunderte ausgetrocknete Flussläufe und Schluchten aussehen, die in ferner Vergangenheit von fließendem Wasser in den Boden gegraben wurden.

Wohin ist all das Wasser seither verschwunden? Wissenschaftler vermuten, dass es sich um Überbleibsel einer Periode handeln könnte, in der es auf dem Mars wärmer und feuchter war als heutzutage. Ein Teil dieses Wassers könnte noch in Form unterirdischer Eisvorkommen oder tief in der Erde liegender Wasserreservoirs vorhanden sein.

Die Raumfahrzeuge und Sonden im Orbit des Planeten haben Daten zu großen Eisvorkommen an den Polen des Planeten geliefert. Bilder des Mars Reconnaissance Orbiters aus dem Jahr 2015 deuteten sogar darauf hin, dass zeitweilig Wasser auf der heutigen Marsoberfläche fließen könnte. Mit Hilfe der Daten des Orbiters konnten Forscher chemische Signaturen von hydratisierten Mineralen an zahlreichen steilen Kraterwänden ausmachen, an denen zuvor mysteriöse dunkle Striemen entdeckt wurden.

Es ist möglich, dass während der warmen Jahreszeit salziges Wasser an diesen Kraterwänden hinabfließt und wieder versiegt, wenn die Temperatur fällt. Ohne eine nähere Betrachtung lässt sich aber kaum mit Sicherheit sagen, ob diese periodisch auftretenden Merkmale durch Wasser oder Abgänge von Sand und Geröll entstehen.

Derweil hat die Mars-Express-Sonde der ESA mit Hilfe von Bodenradarscans Hinweise auf einen knapp 20 Kilometer langen See unter der südlichen Eiskappe des Planeten entdeckt. Wissenschaftler vermuten, dass ein eventueller See seinen flüssigen Zustand durch die hohe Salzkonzentration beibehalten könnte. Womöglich gibt es in den polaren Regionen viele solcher unterirdischen Reservoirs. Für potenzielle menschliche Besucher auf dem Mars könnte es entscheidend sein, diese Vorkommen zu finden und anzuzapfen.

Warum ist die nördliche Hemisphäre glatt und die südliche voller Krater?

In den Siebzigern führte die NASA bei ihren Viking-Missionen die erste vollständige topografische Erfassung des Mars durch. Seitdem zerbrechen sich Wissenschaftler den Kopf darüber, warum der Mars im Grunde zwei Gesichter hat: Seine nördliche Hemisphäre ist flacher und ebenmäßiger als das kraterreiche Hochland auf der Südhalbkugel. Der Höhenunterschied zwischen beiden Hemisphären beträgt zwischen fünf und acht Kilometer.

Einigen Theorien zufolge sind daran geologische Prozesse wie die Mantelkonvektion schuld, die vor langer Zeit das heutige Antlitz des Mars geformt haben. Es ist auch möglich, dass die Nordhalbkugel einst von einem riesigen Ozean bedeckt war, der den „Meeresboden“ im Laufe der Zeit geglättet hat.

Andere Studien zeichnen ein deutlich gewaltsameres Bild. Womöglich stieß vor 3,9 Milliarden Jahren ein gewaltiger Asteroid von der Größe des Erdmondes mit der südlichen Halbkugel des Mars zusammen. Solch ein verheerender Einschlag wäre ein prägender Moment in der Geschichte des Planeten gewesen und hätte einen Ozean aus Magma aufgewühlt, der der Anfang des Vulkanismus auf dem Roten Planeten gewesen sein könnte. Unzählige Vulkanausbrüche könnten auch jenes Material ausgespien haben, aus dem das südliche Hochland entstand.

Wenn Wissenschaftler diese Besonderheit des Planeten besser verstehen, kann das dabei helfen, den bestmöglichen Landeplatz für künftige Marserforscher ausfindig zu machen, an dem sie die besten Ressourcen für eine Kolonie finden können.

Woher kommt das Methan in der Marsatmosphäre?

In den letzten paar Jahren entdeckten Forscher mit Hilfe von Teleskopen und Mars Orbitern Spuren von Methan auf dem Mars. Das Gas könnte entweder auf aktuelle biologische Aktivität auf dem Planeten hinweisen oder durch geologische Prozesse entstehen.

Daten des Curiosity Rovers der NASA ließen im Laufe mehrerer Monate einen zehnfachen Anstieg der Methankonzentration auf dem Mars erkennen. Das deutet darauf hin, dass auf dem Mars kontinuierlich Methan entsteht und womöglich rund um den Landeplatz des Rovers im Gale-Krater ausgestoßen wird und sich in der Atmosphäre verteilt. Das Methan in der Erdatmosphäre geht hauptsächlich auf biologische Prozesse zurück. Dennoch warnen Wissenschaftler, dass das Vorhandensein des Gases auf dem Mars nicht zwingend ein Anzeichen für mikrobielle Aktivität ist.

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Die NASA vermutet, dass sich die Methanquelle irgendwo nördlich von Curiositys Landeplatz befindet. Es sei jedoch fast unmöglich, den genauen Ursprung festzustellen.

Gibt es Leben auf dem Mars?

Die wichtigste Zutat für Leben, wie wir es kennen, ist flüssiges Wasser. Hinweise auf solche Wasservorkommen auf dem Mars haben die Hoffnung am Leben gehalten, doch noch Spuren aktuellen oder vergangenen Lebens auf dem Planeten zu finden. Die Marsoberfläche ist allerdings eine unwirtliche Umgebung, die neben starken Temperaturunterschieden wenig Schutz vor schädlicher UV-Strahlung bietet.

Etliche Wissenschaftler vermuten, dass ausgetrocknete Seebetten wie der Gale-Krater Fossilien oder andere Spuren früheren Lebens beherbergen könnten. Die nächste große NASA-Mission Mars 2020 wird sich mit der Suche nach eben solchen Spuren beschäftigen. Irdische Lebensformen, die selbst tief im Inneren unseres Planeten überleben können, wecken derweil Hoffnung, dass auch auf dem Mars etwas überlebt haben könnte.

Können Menschen auf dem Mars leben?

Das Rennen zum Mars ist bereits im Gange. Womöglich wird die NASA schon Mitte der 2030er eine bemannte Mission zum Roten Planeten starten. Die nötige Technologie wird teilweise bereits von privaten und öffentlichen Unternehmen auf der ganzen Welt entwickelt.

Wenn die Menschen auf dem Mars aber auch überleben wollen, müssen sie von der Erde unabhängig leben und arbeiten können und die Ressourcen des Roten Planeten nutzen. Die Habitate werden wahrscheinlich unterirdisch errichtet werden müssen, um die Bewohner vor der kosmischen Strahlung zu schützen. Auch der Anbau von Nahrungsmitteln auf dem Mars wird eine Herausforderung darstellen. Bodenanalysen haben gezeigt, dass der Marsboden unfruchtbar und voller giftiger Perchlorate ist.

Ambitionierte Weltraumingenieure arbeiten schon jetzt an den Plänen für die nächste Generation von atombetriebenen, chemischen und solarbetriebenen Technologien, die nicht nur die Forschung auf dem Mars voranbringen, sondern auch die Grundlage für autarke Habitate schaffen werden. Für das Aussitzen der wochenlangen Dunkelheit während regionaler oder globaler Staubstürme müssen außerdem effizientere Brennstoffzellen und Batterien entwickelt werden. Die künftigen Marsbewohner werden darauf angewiesen sein, mit den vorhandenen Rohstoffen unter ihren Füßen zu arbeiten, um atembare Luft, Trinkwasser, Raketentreibstoff und Baumaterial zu erzeugen.

Die große Frage, ob menschliches Leben auf dem Mars möglich ist, lässt sich schlussendlich nur im Praxistest klären, wenn die erste bemannte Expedition zu unserem Nachbarplaneten aufbricht.

Der Artikel wurde ursprünglich in englischer Sprache auf NationalGeographic.com veröffentlicht.