Schon lange träumen Wissenschaftler und Science-Fiction-Fans von einer Kolonisierung des Mars. Dafür müsste man den Roten Planeten lebensfreundlicher machen, quasi zu einer zweiten Erde. Terraforming nennt sich das. Doch eine neue Studie macht diesen Traum vorerst zunichte.
Kann der Mensch den Mars zu einer zweiten Erde umgestalten? Diese Frage beantworten Wissenschaftler von der University of Colorado im Fachblatt "Nature Astronomy" mit Nein. Zumindest nicht mit den heute verfügbaren Methoden.
Zu diesem Ergebnis kommen US-Wissenschaftler, die sich mit dem Vorkommen des Treibhausgases Kohlendioxid (CO2) auf dem Roten Planeten beschäftigt haben.
Weder mit heutiger noch mit absehbarer Technologie lasse sich genug CO2 auf dem Mars mobilisieren, um seine Atmosphäre ausreichend zu verdichten und seine Temperatur so zu erhöhen, dass flüssiges Wasser auf der Oberfläche existieren könnte, erläutern die Forscher Bruce Jakosky und Christopher Edwards.
Zu kalt und zu wenig Wasser
Der Mars ist eine trockene, kalte Staubwüste. Die Durchschnittstemperatur beträgt minus 55 Grad Celsius, der Luftdruck nur sechs Millibar. Zum Vergleich: Der mittlere Luftdruck auf der Erde beträgt knapp 1.000 Millibar, das etwa 170-Fache also.
Flüssiges Wasser würde wegen des geringen Drucks an der Oberfläche sofort verkochen. Nennenswerte Wasservorkommen sind nur in Form von Eis an den Polkappen bekannt.
Allerdings hatten Forscher kürzlich bekannt gegeben, einen See aus flüssigem Wasser auf dem Mars gefunden zu haben. Der rund 20 Kilometer breite See liegt demnach rund 1,5 Kilometer unter dem Eis des Mars-Südpols.
Anzeichen für Leben in dem Marssee lassen sich aus den Radarbeobachtungen mit der Raumsonde "Mars Express" der europäischen Raumfahrtagentur Esa allerdings nicht ablesen.
Ozeane vor Milliarden Jahren?
Planetenforscher haben zahlreiche Hinweise gefunden, dass es auf dem jungen Mars durch den Treibhauseffekt einer dichteren Atmosphäre sehr viel wärmer war. Der Planet könnte vor Milliarden Jahren sogar einen Ozean gehabt haben.
Seit Jahrzehnten wird in der Science-Fiction-Literatur, aber auch in der Wissenschaft über ein sogenanntes Terraforming des Mars spekuliert, um ähnliche Bedingungen wieder herzustellen.
Wichtigster Schritt dabei wäre die Anreicherung der Mars-Atmosphäre mit Treibhausgasen, um Luftdruck und Temperatur steigen zu lassen. Im Laufe der Jahrmilliarden hat der sogenannte Sonnenwind den Grossteil der Mars-Atmosphäre ins All geblasen.
Der Sonnenwind ist ein beständiger Strom elektrisch geladener Teilchen von der Sonne. Anders als die Erde, besitzt der Mars kein Magnetfeld, das ihn vor dem Sonnenwind schützt.
Wir müssen zehn Millionen Jahre warten
Um irdische Organismen auf dem Mars ansiedeln zu können, müsste der Luftdruck ungefähr auf den irdischen Wert steigen, erläutern Jakosky und Edwards.
Die Frage ist, aus welchen Quellen die zusätzliche Luft kommen könnte. Auch heute wird auf dem Mars Gas aus dem Untergrund freigesetzt, unter anderem durch seltenen Vulkanismus.
Es gibt theoretische Überlegungen, wie sich der Planet mit einem künstlichen Magnetfeld vor dem räuberischen Sonnenwind schützen liesse.
Doch selbst wenn sich der Luftverlust komplett verhindern liesse, würde sich die Mars-Atmosphäre bei der heutigen Rate von Ausgasungen frühestens in etwa zehn Millionen Jahren erholen, rechnen die Wissenschaftler vor.
Auf dem Mars gibt es jedoch noch eine Menge Kohlendioxid, das im Boden gebunden ist – andere Treibhausgase sind dagegen kaum vorhanden. Jakosky und Edwards haben anhand aktueller Messdaten abgeschätzt, wie viel CO2 sich freisetzen liesse.
Am einfachsten zugänglich wäre Kohlendioxid, das mit dem Wassereis zusammen in den Polkappen eingefroren ist. Liesse sich dieses verdampfen, würde sich der Atmosphärendruck schätzungsweise verdoppeln, von sechs auf zwölf Millibar, schreiben die Wissenschaftler.
Der Mars müsste umgestaltet werden
Darüber hinaus enthält der Mars-Boden karbonathaltige Mineralien, deren genaue Verbreitung aber unklar ist. Aus diesen liesse sich Kohlendioxid durch Erwärmen lösen.
Dafür wäre allerdings ein Tagebau im grossen Stil nötig, der die abgebauten Mineralien auf etwa 300 Grad Celsius erhitzt.
Durch den Abbau der gesamten bekannten Vorkommen etwa in der Nili-Fossae-Region des Mars und die Freisetzung sämtlichen Kohlendioxids daraus liesse sich der Atmosphärendruck wiederum verdoppeln, von zwölf auf 24 Millibar, schätzen Jakosky und Edwards.
Auch der Mars-Boden, der sogenannte Regolith, kann grössere Mengen Kohlendioxid enthalten, wie die Wissenschaftler erläutern. Das begehrte Treibhausgas ist darin nicht chemisch gebunden, sondern angelagert (adsorbiert).
Das macht es im Prinzip leicht, es durch Erwärmung zu lösen. Um das gesamte geschätzte Potenzial von etwa 40 Millibar aus dem Regolith zu lösen, müsse der Mars-Boden allerdings rund um den Planten im Schnitt 100 Meter tief umgepflügt und erwärmt werden – das liege ausserhalb der realistischen technischen Möglichkeiten, heute und in absehbarer Zukunft.
In der Theorie ist viel möglich
Die Forscher rechnen vor, dass im tiefen Mars-Boden noch Kohlendioxid im Gegenwert von einem Bar gespeichert sein könnte. Dieses Reservoir ist jedoch nicht auf realistische Weise zugänglich.
Jakosky und Edwards halten eine Erhöhung des Atmosphärendrucks durch Terraforming auf dem Mars auf ungefähr 20 Millibar für realistisch. Das könne zu einer Erwärmung um etwa zehn Grad Celsius führen – weit geringer als die nötigen 60 Grad und nur etwa ein Fünfzigstel des angestrebten Luftdrucks.
Flüssiges Wasser könne dann weiterhin nicht auf der Mars-Oberfläche existieren und damit beispielsweise auch keine irdischen Pflanzen.
Terraformig sei daher auf dem Mars in absehbarer Zukunft nicht möglich. Eine weitere Option wäre, gas– und wasserhaltige Asteroiden auf den Mars zu lenken, erläutern die Wissenschaftler.
Aber abgesehen davon, dass man den Mars dann mit Einschlagkratern überziehen müsste, liege auch dies bislang ausserhalb unserer technischen Möglichkeiten. (fab/dpa)
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