Im Schatten von Felsen kann sich auf dem Mars zyklisch flüssiges Salzwasser bilden

Andreas Müller

18/02/202014/05/2020 aktualisiert 2 min

Eine dreidimensionale Simulation der Marsoberflächentemperaturen um einen idealisierten Felsbrocken auf 30 Grad südlicher Breite: Auf der der Sonne gegenüberliegenden Seite liegen die Temperaturen bei minus 128 Grad Celsius. Wenn die Sonne aufgeht, erwärmt sich dieser Bereich schnell, sodass Frost auf salzhaltigem Boden schmilzt, bevor er in die Atmosphäre sublimiert. Quelle/Copyright: Norbert Schorghofer et al. — Eine dreidimensionale Simulation der Marsoberflächentemperaturen um einen idealisierten Felsbrocken auf 30 Grad südlicher Breite: Auf der der Sonne gegenüberliegenden Seite liegen die Temperaturen bei minus 128 Grad Celsius. Wenn die Sonne aufgeht, erwärmt sich dieser Bereich schnell, sodass Frost auf salzhaltigem Boden schmilzt, bevor er in die Atmosphäre sublimiert.
Quelle/Copyright: Norbert Schorghofer et al.

Tucson (Arizona) – An zahlreichen Orten könnten sich auch auf der heutigen Marsoberfläche zwar nur für jeweils wenige Tage, dafür aber in jährlich wiederkehrenden Rhythmen, kleine Lachen aus flüssigem Salzwasser bilden.

Wie das Team um Norbert Schorghofer vom „Planetary Science Institute“ (PSI) aktuell im „Astrophysical Journal“ (DOI: 10.3847/1538-4357/ab612f) berichtet, ist Wassereis auf und in der Nähe der Marsoberfläche reichlich vorhanden. Allerdings müssen die Bedingungen genau richtig sein, damit daraus auch flüssiges Wasser werden kann. Das Hauptproblem hierbei ist, dass die Atmosphäre des Roten Planeten so dünn ist, dass sie gerade einmal 1 Prozent so dicht wie die irdische Luft auf Meereshöhe. Unter diesen Bedingungen neigt Eis dazu, zu sublimieren oder direkt zu Dampf zu werden, wenn die Temperaturen ausreichend ansteigen. Das Eis verdunstet also bereits, bevor die Temperaturen so stark ansteigen, dass der Schmelzpunkt zu flüssigem Wasser erreicht wird.

In Ihrer Studie zeigen die Wissenschaftler um Schorghofer mittels Computersimulationen nun, dass im während der Wintermonate dauerhaften Schatten von Felsen in Marsregionen mittlerer Breite Mikroumgebungen mit genau den richtigen Bedingungen entstehen können, in denen sich dann saisonal Wassereis und Kohlendioxideis ansammeln können

Setzt dann der Marsfrühling ein und das Sonnenlicht trifft wieder auf die beschriebenen Mikroumgebungen, so steigen die Temperaturen dort in wenigen Stunden schnell von minus 128 Grad Celsius auf minus 10 Grad Celsius. Das Eis vergeht, aber der Temperaturübergang ist dabei so schnell, dass nicht das gesamte Eis sublimiert. Reste schmelzen dann im salzigen Marsboden und bilden hier eine flüssige Sole.

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Der Salzgehalt des Bodens, so berichten die Forscher, sei der Schlüssel zum Verständnis dieses Prozesses, da Salz den Schmelzpunkt von Wasser auf weniger als die üblichen 0 Grad Celsius absenkt. Und auch das Kohlendioxideis scheint zu helfen, da der im CO2-Frost enthaltene Staub die Bildung einer schützenden Sublimationsverzögerung erleichtere.

Zwar sei unter den heutigen Marsbedingungen kein Schmelzen von reinem Wassereis zu erwarten, doch könne bei durchaus leicht erreichbaren Temperaturen saisonaler Wasserfrost auf einem salzreichen Substrat zu einer Sole schmelzen, berichten die Autoren. Diese Sole halte sich dann zwar nur einige wenige Tage, doch handele es sich vermutlich um ein wiederkehrendes Phänomen, dass sich jedes Jahr wiederhole.

Die von den Forschern aktuell simulierten Mikroumgebungen sind allerdings nicht die einzigen Orte, an denen Wissenschaftler auf dem Mars saisonales flüssiges Salzwasser vermuten: Auch die sogenannten „recurring slope lineae“ (RSL) – dunklen fingerartigen Bodenstrukturen an Kraterwänden, die an Fließmuster von Wasser in trockenem Sand erinnern und im einsetztenden Mars-Frühling und -Sommer immer wieder neu zutage treten oder sich ausdehnen – werden als Orte flüssigen Wassers auf der Marsoberfläche diskutiert (…GreWi berichtete 1, 2). Zudem entdeckte die europäische Sonde “Mars Express” einen See flüssigen Wassers unmittelbar unterhalb der Oberfläche am Südpol des Roten Planeten (…GreWi berichtete).