Mars besaß einst einen großen Ozean

Heute ist Mars ein weitgehend trockener Planet. Doch früher – so ergaben schon zahlreiche Untersuchungen – gab es auf Mars auch flüssiges Wasser. Ein internationales Forscherteam um Geronimo Villanueva vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, USA, hat nun im Fachmagazin „Science“ erstmals eine zweidimensionale Karte der Isotopenzusammensetzung des Wassers in der Marsatmosphäre vorgestellt. Daraus lässt sich folgern, wie groß der Ur-Ozean des Mars gewesen sein muss.

Wasser besteht in der Natur nicht nur aus dem Molekül H₂O, sondern enthält auch kleine Mengen des sogenannten halbschweren Wassers, auch HDO genannt: Moleküle, in denen einer der Wasserstoffkerne durch einen Deuteriumkern ersetzt ist. Diese Moleküle sind fast sechs Prozent schwerer als die normalen Wassermoleküle – entsprechend verdunsten sie langsamer und entweichen langsamer in den Weltraum als H₂O. Je mehr Wasser ein Himmelskörper im Lauf seiner Geschichte auf diesem Weg verloren hat, desto mehr HDO im Verhältnis zu H₂O müsste man auf ihm finden.

Hier setzt die Arbeit von Villanueva und Kollegen an: Mit Spektrografen am Very Large Telescope der ESO in Chile, am Keck-Teleskop und an der Infrared Telescope Facility – beide auf Hawaii – untersuchten sie über sechs Jahre die chemische Zusammensetzung der Marsatmosphäre und erstellen erstmals zweidimensionale Karten des Verhältnisses von HDO zu H₂O.

Das Ergebnis ihrer Beobachtungen: Im Vergleich zur Erde findet man auf dem Mars siebenmal mehr halbschweres Wasser. Mars muss daher erhebliche Mengen Wasser verloren haben. Die Forscher beziffern die Wassermenge auf 23 Millionen Kubikkilometer. Dies entspricht einem Ozean, der den gesamten Mars bis zu einer Tiefe von 137 Metern bedecken könnte. Tatsächlich würde ein solcher Ozean aber der Topografie des Planeten folgen und beinahe die Hälfte der Nordhalbkugel bedecken – mit Wassertiefen von bis zu 1,6 Kilometern.

Ulli Käufl, Wissenschaftler der ESO und verantwortlich für den Bau des Instruments CRIRES, mit dem die Daten am VLT aufgenommen worden, fasst das Ergebnis zusammen: „Wir haben einen ehemaligen Ozean in einer Entfernung von hundert Millionen Kilometern gefunden!“ Die Kartierung könnte in Zukunft auch helfen, Reste des Wassers auf der Marsoberfläche zu finden, die sich unter dem Deckgestein dem Entweichen ins All entzogen haben könnten.

In einer früheren Version dieses Artikels schrieben unrichtig wir von zwanzig Millionen Kubikmetern statt 23 Millionen Kubikkilometern.