Die Luft auf dem jungen Mars war überraschend dünn. Das schließen Forscher um Edwin Kite vom California Institute of Technology (Caltech) aus der Analyse von Meteoritenkratern auf dem Roten Planeten.
Die unerwartet dünne Luft vor 3,6 Milliarden Jahren mache die anhaltende Existenz von flüssigem Wasser auf dem urzeitlichen Mars unwahrscheinlicher, schreiben die Forscher im Fachblatt "Nature Geoscience". Kite und Kollegen hatten mehr als 300 Krater in der 3,6 Milliarden Jahre alten Aeolis-Dorsa-Region auf dem Mars untersucht, die von der Raumsonde "Mars Reconnaissance Orbiter" aufgenommen worden waren. Die Größe der kleinsten Einschlagkrater dokumentiert die Größe der kleinsten Meteoriten, die damals noch den Marsboden erreicht haben. Daraus lässt sich die Dichte der damaligen Atmosphäre bestimmen, denn je dichter die Atmosphäre ist, desto größere Brocken verglühen in ihr und erreichen den Boden damit nicht.
Der Analyse zufolge war die Marsatmosphäre damals ungefähr so dicht wie die Erdatmosphäre heute. Das ist zwar rund 150 Mal dichter als die heutige Marsatmosphäre. Bisherige Abschätzungen gehen jedoch davon aus, dass die Atmosphäre auf dem Roten Planeten etwa fünfmal so dicht gewesen sein muss, um dauerhaft Druck und Temperatur für flüssiges Wasser zu gewährleisten. Denn der Mars ist nicht nur weiter von der Sonne entfernt als die Erde, die Sonne leuchtete damals auch noch schwächer als heute.
Tauten die Pole zeitweise?
Die Beobachtung steht im Widerspruch zu den zahlreichen Spuren von flüssigem Wasser auf dem Mars: Hunderte Kilometer lange Flussbetten und ausgetrocknete Seen zeugen von einer nassen fernen Vergangenheit des Roten Planeten. Die Frage, ob es früher dauerhaft flüssiges Wasser auf dem Mars gab, ist auch wichtig für die Wahrscheinlichkeit, mit der sich einst dort Leben entwickelt haben könnte.
Möglich sei, dass in geologischen Zeiträumen immer wieder vorübergehend flüssiges Wasser auf dem Roten Planeten existiert habe, schreibt Sanjoy Som vom Ames Research Center der US-Raumfahrtbehörde Nasa in einem Begleitkommentar in "Nature Geoscience". So schwanke die Rotationsachse des Mars in einem Rhythmus von 120 000 Jahren. Auf diese Weise gelange unterschiedlich viel Sonnenlicht auf die vereisten Polkappen des Roten Planeten, die dadurch möglicherweise wiederholt aufgetaut seien. Das polare Tauwetter könne die Atmosphäre so stark angereichert haben, dass flüssiges Wasser eine Zeit lang existieren konnte.
Auch große Asteroideneinschläge könnten vorübergehend zu einer dichteren Atmosphäre geführt haben, schreibt Som. Oder aber das Wasser in den urzeitlichen Marsflüssen sei so stark salzhaltig gewesen, dass es trotz der unerwartet dünnen und damit zu kalten Atmosphäre flüssig bleiben konnte.
Während sich Mars und Erde etwa zur gleichen Zeit vor 4,5 Milliarden Jahren bildeten, entwickelten sich die beiden Planeten doch ganz unterschiedlich. Der Mars verlor seine einst dichte Atmosphäre vermutlich bereits vor vier Milliarden Jahren wegen starker Sonnenwinde, vermuten Wissenschaftler.