Was Meteoriten über den Mars verraten

Anders als vom Mond gibt es vom Mars keine Bodenproben, die Weltraummissionen eingesammelt und zur Erde gebracht haben. Das macht es schwieriger, den Mars geologisch zu erforschen. Neben Marsrovern, die das Gestein vor Ort analysieren, gibt es eine weitere Möglichkeit: Marsmeteoriten. Eine Forschungsgruppe hat jetzt verschiedene solcher Meteoriten untersucht. Im Fachmagazin Science Advances berichten sie von der inneren Struktur des Mars und den Unterschieden zur Erde.

Vor etwa 11 Millionen Jahren schlug auf dem Mars ein großer Meteorit ein. Dabei wurden Bruchstücke des Roten Planeten ins All geschleudert und sind mit der Zeit als Meteoriten auf der Erde gelandet. Die ersten von ihnen entdeckten Forschende in den Jahren 1815 in Chassigny in Frankreich und 1905 in Nakhla in Ägypten. Nach diesen beiden Fundorten sind auch zwei Gesteinstypen für Marsmeteoriten benannt: Chassignite und Nakhlite. Chassignite bestehen fast ausschließlich aus Olivin; Nakhlite sind basalthaltig – ähnlich wie Lava bei Vulkanausbrüchen auf Island oder auf Hawaii.

Dass dieses Gestein vom Mars stammt, wissen wir aus drei Gründen: Erstens sind die Meteoriten jung und stammen demnach von einem Planeten, auf dem sich noch vor kurzer Zeit neues Gestein gebildet hat – was bedeutet, dass er erst vor kurzer Zeit vulkanisch aktiv war. Zweitens unterscheidet sich ihre Zusammensetzung von Erdgestein. Drittens ist im Gestein ein Teil der Marsatmosphäre eingeschlossen – ihre Zusammensetzung stimmt mit Messungen in der Marsatmosphäre durch die Viking-Sonden in den 1970er Jahren überein.

Nakhla Meteorit

James Day von der Scripps Institution of Oceanography der University of California in San Diego und sein Team haben sowohl Nakhlite als auch Chassignite mit verschiedenen chemischen Analyseverfahren untersucht, um deren Bestandteile zu ermitteln. Dabei fanden sie heraus, dass Nakhlite und Chassignite aus dem gleichen Vulkansystem stammen. Aus einem einst gleichförmigen Gemisch von Magma können durch sogenannte fraktionierte Kristallisation unterschiedliche Gesteinsarten entstehen: Verschiedene Minerale im flüssigen Magma kristallisieren zu unterschiedlichen Zeitpunkten und setzen sich nacheinander nach unten ab. So entstand eine Marskruste mit verschiedenen Schichten. Die chemische Analyse zeigte auch, dass einige der Nakhlite Teile der oberflächennahen Marskruste enthielten, die mit der Marsatmosphäre interagiert hat.

Ähnlichkeiten und Unterschiede zur Erde

Für Day sei vor allem bemerkenswert, dass die Vulkanaktivität auf dem Mars in mancherlei Hinsicht der Erde sehr ähnele – sich in anderen Punkten jedoch deutlich unterscheide. So formten sich Nakhlite und Chassignite unter ähnlichen Bedingungen wie sie auch in Vulkangebieten auf der Erde herrschen: Neu entstandene Vulkane drücken auf den Mantel des Planeten und erzeugen so tektonische Kräfte, aus denen dann weiterer Vulkanismus hervorgeht. Allerdings sind Magma-Reservoirs auf dem Mars im Vergleich zur Erde sehr alt. Auf unserem Heimatplaneten vermischen sich einzelne Reservoirs ständig durch Plattentektonik – doch möglicherweise sei dies früher anders gewesen und die Erde habe in dieser Hinsicht einst dem Mars geähnelt.

Laboruntersuchungen von Marsgestein sind für die Forschung sehr wertvoll: In Laboren auf der Erde lassen sich Bodenproben vom Mars deutlich besser und präziser analysieren als mit Marsrovern vor Ort. Aus diesem Grund planen unter anderem die NASA und ESA das Programm „Mars Sample Return“ , bei dem sie Bodenproben vom Mars zur Erde holen wollen. Die darauffolgenden Untersuchungen werden voraussichtlich nochmal deutlich mehr Aufschluss zur Geologie des Mars geben können.