Junger Mars Forscher erklären flüssiges Wasser mit Treibhausgas

Die Sonne strahlte schwächer als heute, trotzdem floss vor vier Milliarden Jahren wohl Wasser auf dem Mars. Für die dafür nötigen milden Temperaturen könnten Treibhausgase gesorgt haben, berichten Wissenschaftler.
Roter Planet: Sorgte Wasserstoff für hohe Temperaturen?

Roter Planet: Sorgte Wasserstoff für hohe Temperaturen?

Foto: AP/ NASA

London - Das Vorhandensein von Tälern auf dem Mars zeigt, dass einst Wasser über die Oberfläche floss. Dazu müsste es auf dem Nachbarplaneten allerdings deutlich wärmer gewesen sein. Derzeit liegt die mittlere Temperatur bei minus 55 Grad Celsius, und vor etwa vier Milliarden Jahren war die Aktivität der Sonne weit geringer als heute. Bisher glaubten viele Forscher, dass damals Einschläge von Meteoriten während des sogenannten Großen Bombardements den Planeten aufheizten.

Eine andere Möglichkeit stellen nun Forscher um Ramses Ramirez von der Penn State University (US-Staat Pennsylvania) im Fachblatt "Nature Geoscience"  vor. Sie glauben, dass die Anreicherung der Mars-Atmosphäre mit Treibhausgasen die Temperatur vor etwa vier Milliarden Jahren über den Gefrierpunkt getrieben haben könnte - selbst bei einer Sonnenintensität, die nur etwa 75 Prozent der heutigen Aktivität entspricht.

Vulkanismus sorgte möglicherweise für Treibhausgase

Zentral dafür ist neben Kohlendioxid (CO2) die Anwesenheit von Wasserstoff (H2). Ohne diesen wäre die damalige Temperatur den Berechnungen zufolge nicht über -43 Grad Celsius gestiegen. Wasserstoff wird den Autoren zufolge durch die sogenannte stoßinduzierte Absorption zum Treibhausgas. Demnach steigert hoher Druck die Stoßwahrscheinlichkeit der H2-Moleküle sowohl untereinander als auch mit CO2-Molekülen. Unter diesen Umständen könne H2 Infrarotstrahlung absorbieren.

Ein Wasserstoff-Anteil von fünf Prozent könnte die Temperatur bei einem Druck von drei bis vier Bar über den Gefrierpunkt getrieben haben. Bei zehn Prozent genügt demnach ein Druck von 2,5 Bar, bei 20 Prozent 1,6 Bar. Wasserstoff und Kohlendioxid seien durch Vulkanismus in die Atmosphäre gelangt, vermuten die Wissenschaftler. "Die Bildung von Tälern und Talnetzwerken auf dem jungen Mars wird am leichtesten erklärt, wenn das Klima über lange Zeiträume warm war", schreiben sie. "Ein Treibhaus von H2, CO2 und H2O war fähig, die mittleren Oberflächentemperaturen vor 3,8 Milliarden Jahren über null Grad Celsius zu halten, vorausgesetzt dass Wasserstoff und Kohlendioxid durch vulkanisches Ausgasen in ausreichenden Konzentrationen gehalten wurden."

Dieses Szenario hält Paul Hartogh vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung im niedersächsischen Lindau für "durchaus plausibel" - allerdings unter der Prämisse, dass auf dem Mars ein entsprechend hoher Druck herrschte. Eine Schwachstelle der Hypothese sei die Frage, ob damals tatsächlich so viel Wasserstoff in der Atmosphäre kursierte. "Die angebotenen Produktionsmechanismen sind kaum belegbar", sagt Hartogh. Allerdings sei die Einschlagtheorie nicht minder spekulativ und lasse ebenfalls Fragen offen, betont er.

hda/dpa
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