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Vor 4,5 Milliarden Jahren war der Mars ein wasserreicher Planet. Ein Fünftel seiner Oberfläche war von Ozeanen bedeckt.
Der Rote Planet ist ziemlich unwirtlich, und das liegt vor allem an seinem Wassermangel: Das lebensspendende Nass ist auf dem Mars eine Seltenheit. In grösseren Mengen kommt es nur an den Polkappen vor. Wie viel gefrorenes Wasser im Marsboden vorhanden ist, ist unklar – viel dürfte es jedenfalls nicht sein.
Vor 4,5 Milliarden Jahren muss unser Nachbarplanet jedoch einen ganz anderen Anblick geboten haben. Bedeutende Teile des Mars waren damals von einem grossen Urozean bedeckt. Zu diesem Schluss kommt eine Studie eines internationalen Forscherteams des Goddard Space Flight Centers der NASA, die im Fachmagazin «Science» publiziert wurde.
Die Wissenschaftler um Geronimo L. Villaneuva beobachteten den Mars über sechs Jahre hinweg mit diversen Instrumenten, darunter das Very Large Telescope und die Infrared Telescope Facility der NASA. Ihr Augenmerk galt dabei aber nicht dem Boden wie bei bisherigen Analysen, sondern der Atmosphäre.
Die Gashülle des Mars enthält zwar weniger als ein Prozent Wasserdampf, doch dessen genaue Zusammensetzung ist aufschlussreich. «Wir können daraus rekonstruieren, wie sich der Wasserhaushalt des Planeten im Laufe der Jahrmillionen entwickelte und wie viel Wasser ins All entweichen konnte», erklärt Koautor Paul Hartogh.
Die Forscher massen den Anteil von zwei geringfügig unterschiedlichen Formen von Wasser in der Marsatmosphäre: Einerseits das «normale» Wasser (H2O) mit zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom, andererseits das halbschwere Wasser (HDO), eine natürlich vorkommende Abweichung, in der ein Wasserstoffatom durch das schwerere Isotop Deuterium ersetzt ist.
Dieses HDO verdunstet erst bei einer etwas höheren Temperatur als normales Wasser und geht daher weniger leicht durch Verdunstung im Weltraum verloren. Das Verhältnis von HDO zu H2O im übrig gebliebenen Wasser erlaubt daher Rückschlüsse darauf, wie viel Wasser der Planet in den Weltraum abgegeben hat.
Demnach hätte der junge Mars genug Wasser gehabt, um die gesamte Oberfläche mit einem 140 Meter tiefen Ozean zu bedecken. Die heutige Topographie des Roten Planeten lässt indes vermuten, dass sich das Wasser auf der Nordhalbkugel zu einem Ozean sammelte, der beinahe die Hälfte der nördlichen Hemisphäre einnahm.
«Unseren Berechnungen zufolge war der Mars vor 4,5 Milliarden Jahren zu mindestens 20 Prozent von Wasser bedeckt», so Hartogh. Zum Vergleich: Der Atlantik nimmt rund 17 Prozent der Erdoberfläche ein. Dieses Marsmeer enthielt mehr Wasser als das heutige Nordpolarmeer auf der Erde und war stellenweise bis zu 1,6 Kilometer tief.
Möglicherweise hatte der Mars früher sogar noch mehr Wasser, von dem sich ein Teil unter der Oberfläche eingelagert haben könnte. Dieses Wasser würde sich in den Messungen in der Atmosphäre nicht bemerkbar machen. (dhr)