Wasserstoff im All verschwunden Gewaltige Wasser-"Pumpe" ließ Mars-Ozean austrocknen

10. Mai 2019, 16:32 Uhr

Einst bedeckte ein gewaltiger Ozean den Mars. Heute sind fast 90 Prozent des Wassers weg. Der Wasserstoff verschwand für immer im All. Deutsche und russische Forscher lösten nun das Geheimnis der großen Wasser-"Pumpe".

Ein Ozean, der mehr Wasser als der Arktische Ozean der Erde enthielt, bedeckte nach NASA-Erkenntnissen einst die Mars-Oberfläche. 87 Prozent der Wassermenge des Roten Planeten sind seither verschwunden. Bildrechte: NASA/GSFC

Vor Milliarden von Jahren war der Mars ein wasserreicher Planet. Flüsse und sogar ein Ozean bedeckten seine Oberläche. Heute gibt es allenfalls noch geringe Mengen gefrorenen Wassers und Spuren von Wasserdampf auf unserem Nachbarplaneten. Fast 90 Prozent seines ursprünglichen Wassers hat der Mars nach Ansicht von NASA-Forschern bereits verloren. Doch wie ist das möglich?

Wasserstoff verschwindet im Weltraum

Forscher des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) und des Moskauer Instituts für Physik und Technologie zeigten jetzt anhand von Computersimulationen, wie Wasserstoff vom Mars seit Milliarden von Jahren in den Weltraum entweicht und dort für immer verschwindet. Ihre Erkenntnisse haben sie in einer aktuellen Ausgabe der Geophysical Research Letters beschrieben.

Mittlere Mars-Atmosphäre nicht dicht

Dabei stießen die deutschen und russischen Forscher auf einen bislang unbekannten Mechanismus, der nach den Angaben des MPS an "eine Art Pumpe" erinnert. Die Berechnungen der Wissenschaftler zeigten dabei, dass die normalerweise eiskalte und deshalb auch wasserundurchlässige mittlere Mars-Atmosphäre unter bestimmten Bedingungen wasserdurchlässig wird.

Wasserdampf kann dadurch in die obere Atmosphäre aufsteigen, wo er von Winden zum Nordpol getragen wird. Die ultraviolette Strahlung der Sonne spaltet in den hohen Luftschichten die Wassermoleküle in Wasserstoff (H) und Hydroxylradikale (OH) auf. Der dabei freiwerdende Wasserstoff entweicht in den Weltraum. Der Rest des Wasserdampfes geht im Bereich der Polregion zu Boden.

Dieser ungewöhnliche Wasserkreislauf funktioniert allerdings nur, wenn auf der südlichen Mars-Halbkugel Sommer ist, wie die Forscher aufzeigen. Nur dann werde zweimal täglich der Mechanismus in Gang gesetzt, der den Aufstieg von Wasserdampf bis in die obere Atmosphäre ermöglicht.

Wasserverlust geht weiter

Staubstürme wie dieser 2018 aufgenommene Sturm umspannen immer wieder den Mars. Sie erleichtern den Transport von Wasser in die obere Atmosphäre. Bildrechte: NASA

Messungen mithilfe von Raumsonden und Weltraumteleskopen zeigen, dass auch heute noch Mars-Wasser auf diese Weise unwiederbringlich verloren geht. Die entscheidende Rolle spielt dabei die im Vergleich zur Erde viel elliptischere Umlaufbahn des Roten Planeten. Sie sorgt dafür, dass die Sommer in der südlichen Mars-Hemisphäre merklich wärmer sind als die Sommer auf der nördlichen Halbkugel.

Verstärkend können nach Angaben des MPS die riesigen Staubstürme wirken, die den Mars immer wieder überziehen. Die dabei aufgewirbelten Staubmengen erleichtern nach Angaben der Forscher den Transport von Wasserdampf in die hohen Luftschichten der oberen Atmosphäre. Die Folgen sind bekannt.