Mars als weißer Planet

Vor etwas mehr als einem Monat - vom US-Weltraumbahnhof Cape Canaveral aus schickt die amerikanische Raumfahrtbehörde NASA die Sonde Phoenix auf die Reise zum Roten Planeten. Im Mai soll sie in der Nähe des Mars-Nordpols aufsetzen und das dortige Eis untersuchen. Die Gegend in den höheren Breitengraden ähnelt der sibirischen Tundra. Sie besteht aus sogenanntem schmutzigem Eis, einer Mischung auf gefrorenem Wasser mit viel Staub und Gestein. Doch diese unterirdischen Eisvorkommen auf dem Mars scheinen nicht stabil und nicht immer dort gewesen zu sein. Der österreichische Astronom Norbert Schörghofer von der Universität von Hawaii wies nun einen Zusammenhang nach zwischen der Mars-Achse und der Entstehung von Eis.

"Die Neigung der Achse ist chaotisch. Und je nach dem, wie groß die Neigung ist, gibt es im Sommer mehr oder weniger Sonnenlicht auf der Polarkappe. Und wenn es viel Sonnenlicht gibt, dann verdampft viel Wasser von der Polarkappe; und wenn es weniger Sonnenlicht gibt, dann verdampft weniger Wasser. Die Feuchtigkeit der Atmosphäre hängt ganz stark von dieser Neigung ab. Und die Feuchtigkeit der Atmosphäre regelt im Prinzip die Eiszeiten, wie viel Eis sich festsetzt im Boden sozusagen."

War das Klima auf dem Mars warm und feucht, schmolz das Eis dort, wo bislang der Nordpol war. Gleichzeitig bildet sich an den Gegenden, die nun nach Norden zeigen, ein neuer Nordpol und damit ein neuer Eispanzer. Peter Smith vom Mond- und Planetenlabor der Universität von Arizona in Tuscon.

" Die Klimawandel auf dem Mars wurden durch Verschiebungen der Rotationsachse verursacht. Wenn sie so stark kippt, dass der Pol direkt zur Sonne zeigt, schmilzt das polare Eis komplett. Es bildet sich dann an den neuen Polgegenden, den bisherigen Äquatorregionen. "

Die Erdachse ist um 23,5 Grad geneigt und schwankt maximal um ein Grad in die eine oder andere Richtung. Der Mars hingegen lag vor etwas mehr als hundert-tausend Jahren rund 45 Grad schief und ist seitdem langsam wieder zurückgekippt. Aus kalt wurde warm, aus Eis wurde Wasserdampf. Dieser Wasserdampf entwich in die Atmosphäre und sank wieder zu Boden und gefror, sobald die Achse sich erneut verschob.

"Wasserdampf geht in die Oberfläche und friert dann, unterhalb der Oberfläche. Und so entsteht auch Eis. Und die Eisschicht, die geht dann wieder weg und kommt wieder und geht weg und kommt wieder. Das sind die Eiszeitzyklen. So wie die Achse hin- und hergeht kommt und geht diese Eisschicht."

Diese Eisschichten wurden im Laufe der Zeit mit Geröll überdeckt und bilden heute das "schmutzige Eis" in etwa zehn Zentimeter Tiefe überall rund um den Nordpol. Bis zu vierzig solcher Zyklen habe die Astronomen am Institute of Astronomy in Honolulu für den Mars berechnet.

"Die Phoenix-Sonde, die ja jetzt schon unterwegs ist, landet nächstes Jahr in den hohen, nördlichen Breiten des Mars und wird sich genau diese unterirdischen Eisschichten anschauen. Und dann werden wir eben sehen, welche Eisschichten es genau dort gibt, und ob diese Eisschichten die Eiszeitzyklen reflektieren. Und ich glaube, wir müssten eigentlich mehrere Schichten sehen, wo eine Schicht einer Eiszeit entspricht."

Es gibt jedoch mehr Eis auf dem Mars, als sich mit diesem Modell erklären lässt. Eine weitere Quelle für das Eis muss her. Und das ist Schnee. Vor vier bis fünf Millionen Jahren war der Rote eher ein weißer Planet.

"Es gibt sehr viel Eis außerhalb der Polarkappen. Das wissen wir von Messungen, von Beobachtungen, die erst vor wenigen Jahren gemacht wurden. Die Schneefalltheorie erklärt, warum sich so viel Eis gebildet hat außerhalb der Polarkappen - so wie Gletscher auf der Erde entstehen."
Aus festgepressten Schneeschichten wurde Eis, etwa in einer Größenordnung, die die restlichen heutigen Eisvorkommen auf dem Mars und unter seiner Oberfläche erklärt.