Planet Mars

Über den Mars gibt es so viel zu sagen, dass eine einzige Web-Seite dafür eigentlich nicht ausreicht. Unser kleinerer Nachbarplanet war lange Zeit der Spitzenkandidat für ausserirdisches Leben. Auch wenn sich das bisher nicht bewahrheitet hat, war diese Vermutung gar nicht so abwegig. Der rote Planet (die Farbe kommt von Eisenoxid) ist zwar kälter als die Erde, aber mit einem dicken Pelzmantel könnte man es dort aushalten, wäre die Atmosphäre nicht viel zu dünn. Der Mars weist zahlreiche Parallelen zur Erde auf. Er besitzt eine abwechslungsreiche Oberfläche mit Polkappen, Canyons und Vulkanen, es gibt Jahreszeiten mit ausgeprägten Wetter-Phänomenen und es gilt als sicher, dass auf dem Mars vor langer Zeit Wasser geflossen ist. Ausserdem ist ein Marstag nur unwesentlich länger als ein Erdentag.

Der Mars ist einer der meistbesuchten Planeten im Sonnensystem. Bereits in den 1960er und 1970er Jahren wurde er sowohl von amerikanischen (Mariner) als auch russischen Sonden untersucht. Die einzigen erfolgreichen Landungen gelangen jedoch amerikanischen Sonden.

Ein sehr erfolgreiches Mars-Programm bestand aus den Sonden Viking 1 und 2, die am 20. Juli 1976 bzw. 3. September 1976 landeten, während die zugehörigen Orbiter den Planeten kartographierten. Neben zahlreichen Bildern (links die Landestelle von Viking 1) übermittelten die beiden Sonden auch die Ergebnisse von biochemischen Untersuchungen des Mars-Bodens. Die erhofften Spuren von Leben konnten dabei zwar nicht eindeutig identifiziert werden, aber die Auswertungen liesen noch genug Raum für Spekulationen. Die beiden Landesonden arbeiteten noch bis Anfang der 1980er Jahre und lieferten zahlreiche wertvolle Daten.

Eine weitere, viel beachtete Mission fand 1997 mit Pathfinder statt. Schon die Landung am 4. Juli 1997 im Ares Vallis mit Hilfe eines Airbags war äusserst spektakulär. Pathfinder setzte daraufhin den kleinen Rover Sojourner aus (links), der die nähere Umgebung der Landestelle erkundete und chemische Untersuchungen des Gesteins durchführte. Bis zum 27. September 1997 wurden 17050 Bilder und 2,3 Giga-Bits an Daten übertragen, die auf eine wärmere und feuchtere Vergangenheit des Mars hinweisen. Obwohl es sich bei Pathfinder eigentlich nur um eine Technologie-Demonstration für billigere Weltraum-Missionen handelte, wurden die Erwartungen weit übertroffen. Eine umfassende Chronik der Pathfinder-Mission ist auch auf meiner Bücherseite zu finden.

Zur Zeit umrunden mehrere funktionstüchtige Sonden den Mars. Seit 12. September 1997 befindet sich Mars Global Surveyor auf einer polaren Umlaufbahn um den Mars und übermittelte hochaufgelöste Bilder von Oberflächen-Strukturen und den Monden. Am 24. Oktober 2001 erreichte auch der Orbiter 2001 Mars Odyssey den Mars. Die Aufgabe dieser Sonde besteht vor allem in klimatischen Untersuchungen und sie soll als Relais-Station für zukünftige Missionen dienen. Ihr erster Erfolg bestand in der Entdeckung grosser Mengen von Wassereis in nur einem Meter Tiefe unter der Mars-Oberfläche. Zuletzt kam am 25. Dezember 2003 noch die ESA-Sonde Mars Express an.
Trotz aller Erfolge kam es aber bis in die jüngste Vergangenheit auch immer wieder zu Rückschlägen. So gingen 1998 der Mars Climate Orbiter und 1999 der Mars Polar Lander verloren, beide kurz nach der Ankunft beim Planeten. Die erste bemannte Mission zum Mars wird vermutlich noch einige Jahrzehnte auf sich warten lassen.

Die grösste Struktur auf dem Mars ist Valles Marineris, ein 4000 km langer, 50 bis 100 km breiter und bis zu 10 km tiefer Canyon, der sich südlich des Mars-Äquators erstreckt. Der irdische Grand Canyon wäre leicht in einem der Nebenarme dieses riesigen Schluchten-Systems unterzubringen. Im Gegensatz zum Grand Canyon handelt es sich jedoch nicht um ein Flussbett, sondern um einen Grabenbruch, ausgelöst durch tektonische Aktivitäten während der Abkühlung des Mars nach seiner Entstehung.

Auf dem Mars befinden sich die grössten, allerdings bereits erloschenen Vulkane im gesamten Sonnensystem. Es handelt sich um die Schild-Vulkane Olympus Mons, Arsia Mons, Pavonis Mons und Ascraeus Mons im Tharsis-Gebiet (oben). Olympus Mons (links), der Gigant unter den Riesen, ist 24 km hoch und besitzt einen Durchmesser von 550 km. Dagegen nimmt sich der irdische Mauna Loa auf Hawaii mit 9 km Höhe (vom Meeresboden) und 120 km Durchmesser wie ein Zwerg aus. Die Mars-Vulkane konnten sich so hoch auftürmen, da die Schwerkraft geringer ist und die Planeten-Kruste sich kaum über den Magmakammern bewegte, so dass die Vulkane über mehrere 100 Millionen Jahre aktiv blieben. Eine zweite grosse Vulkan-Region auf dem Mars ist Elysium Planitia mit Hecates Tholus, Elysium Mons und Albor Tholus.

Trotz der dünnen Atmosphäre kommt es auf dem Mars häufig zu grossräumigen Sandstürmen, die manchmal sogar den gesamten Planeten einhüllen können. Auf der Abbildung links bewegt sich eine grosse Staubwolke von links unten auf die Bildmitte zu. Das Bild rechts zeigt einen wandernden Staubteufel (kleiner Wirbelsturm), der dunkle Bodenschichten freilegt und so eine ca. 100m breite Spur hinterlässt. Die Sandstürme sind auch für jahreszeitliche Veränderungen der Mars-Oberfläche verantwortlich, die früher auf Vegetation zurück geführt wurden.

Wie die Erde besitzt auch der Mars ausgeprägte Polkappen. Diese bestehen jedoch überwiegend aus Trockeneis (gefrorenes Kohlendioxid). Im Wechsel der Jahreszeiten schwankt die Grösse der Polkappen und das Kohlendioxid verdampft bzw. kondensiert. Auf diese Weise ändert sich auch die Dichte der Atmosphäre, was sich in jahreszeitlichen Druck-Schwankungen äussert.

Neben Trockeneis fand die ESA-Sonde Mars Express erstmals auch grosse Mengen Wassereis direkt auf der Oberfläche des Mars. Die Aufnahme links zeigt einen 35 km durchmessenden Krater in der Nähe des Nordpols (Vastitas Borealis), auf dessen Boden sich eine dicke, helle Eisplatte befindet. Auch an den Rändern des Kraters hat sich Wassereis abgelagert. Auf dem Bild rechts ist ein Gebiet in Elysium Planitia zu sehen, dessen Struktur stark an Eisschollen in irdischen Polar-Meeren erinnert. Sehr wahrscheinlich bestanden auch diese Schollen aus Wassereis in einem mittlerweile ausgetrockneten See, das von der Asche naher Vulkane bedeckt wurde. Möglicherweise ist das Eis noch nicht sublimiert und unter der Staubschicht noch immer vorhanden. Es handelt sich übrigens um eine sehr junge Region, die sich erst vor ca. 5 Millionen Jahren bildete.

Wo Eis ist, sollte auch Wasser nicht weit sein. Tatsächlich wurden zahlreiche Indizien dafür gefunden, dass es auf dem Mars zumindest in der Vergangenheit flüssiges Wasser gab. So sind auf vielen Aufnahmen der Mars-Orbiter flussbett-ähnliche Strukturen und Sediment-Ablagerungen zu erkennen. Einige dieser geologischen Formationen sind sogar so ausgeprägt, dass sie nur durch eine regelrechte Flut-Katastrophe zu erklären sind. Es wird angenommen, dass die grossen Vulkane des Mars in ihrer aktiven Zeit das Eis im Boden schmolzen und gewaltige Schlamm-Ströme auslösten.

Die ausgetrockneten Flüsse sind jedoch nicht mit den legendären Mars-Kanälen zu verwechseln. Dieses Phänomen geht auf Beobachtungen des italienischen Astronomen Giovanni Schiaparelli von 1877 zurück. Während Schiaparelli selbst mit "canali" Rinnen oder Furchen gemeint hatte, interpretierte sie der amerikanische Astronom Percival Lowell als Bewässerungs-Systeme intelligenter Marsbewohner und fertigte während jahrelanger Beobachtungen zahlreiche detaillierte Karten an. Auf modernen Marsaufnahmen sind jedoch keinerlei Spuren dieser Kanäle zu finden, denn Schiaparelli und Lowell waren einfach nur einer optischen Täuschung aufgesessen.

Aufnahmen von Mariner 9 aus dem Jahr 1972 zeigen einige äusserst rätselhafte Strukturen auf der Mars-Oberfläche. Dazu gehören die links abgebildeten Pyramiden in der Elysium-Region, auch Sagan-Pyramiden genannt nach dem amerikanischen Planetenforscher Carl Sagan. Handelt es sich dabei um die Bauwerke einer untergegangenen Mars-Zivilisation?

Auch die Orbiter der Viking-Sonden lieferten merkwürdige Bilder, auf denen ein menschliches Gesicht in der Cydonia-Region zu erkennen ist. Eine detaillierte Untersuchung dieser Gebilde durch Mars Global Surveyor war jedoch ernüchternd. Sowohl bei den Pyramiden, als auch bei dem Gesicht handelt es sich offensichtlich um natürliche Formationen, die nur wegen der zufälligen Schattenwürfe die Phantasie beflügelten. Der Mars ist inzwischen gut genug untersucht, um davon ausgehen zu können, dass dort nie höhere Lebensformen existiert haben, die zur Erschaffung derartiger Artefakte fähig gewesen wären. Von der Vorstellung über die kleinen, grünen Männchen müssen wir also endgültig Abschied nehmen.

Die Debatte um Leben auf dem Mars flammte 1996 erneut auf, als NASA-Wissenschaftler die Entdeckung fossiler Mikroben in dem Mars-Meteoriten ALH84001 bekannt gaben. Die Abbildung links zeigt die elektronen-mikroskopische Aufnahme eines bakterien-ähnlichen Gebildes im Inneren des Meteoriten. ALH84001 wurde 1984 von Allan Hills in der Antarktis gefunden. Er soll vor 15 Millionen Jahren bei einem Kometen-Einschlag auf dem Mars in den Weltraum geschleudert worden und vor 13.000 Jahren auf die Erde gestürzt sein. Schon bald nach der Veröffentlichung dieses sensationellen Funds meldeten sich jedoch auch andere Forscher zu Wort. Neben der keineswegs vollständig geklärten Herkunft des Meteoriten und seiner "Fracht", wurden vor allem die Untersuchungs-Methoden kritisiert. So können ähnliche Strukturen allein durch die aufwendigen Vorbereitungen zur elektronen-mikroskopischen Aufnahme entstehen. Auch die nachgewiesenen Spuren von organischem Material müssen nicht zwangsläufig von Lebewesen stammen. Heute glaubt niemand mehr ernsthaft, dass ALH84001 tatsächlich Mars-Fossilien enthält. Die Erde scheint nach wie vor der einzige Planet zu sein, auf dem sich Leben entwickelt hat, aber das letzte Wort ist noch nicht gesprochen.

Der Kriegsgott Mars wird von seinen Söhnen Furcht (Phobos) und Schrecken (Deimos) begleitet. Die beiden winzigen, unregelmäßig geformten Marsmonde wurden erst 1877 von dem amerikanischen Astronomen Asaph Hall entdeckt. Es handelt sich wahrscheinlich um eingefangene Asteroiden.