Mars: Der Rote Planet – Geologie, Wasser und das Ziel der Raumfahrt
Allgemeine Fakten über den Mars
Der Mars ist der vierte Planet von der Sonne und das am intensivsten erforschte terrestrische Ziel nach der Erde. Seine charakteristische rötliche Farbe wird durch eine hohe Konzentration von Eisenoxid (Rost) im Regolith seiner Oberfläche verursacht. Der Mars dient als Schlüssel zum Verständnis der planetaren Evolution, da er einst ein warmes und feuchtes Klima besaß, das heute einer kalten Wüste gewichen ist.
Mars-Daten im Überblick
| Merkmal | Wert |
|---|---|
| Durchmesser | 6.779 km |
| Masse | 6,417 x 10^2 kg (ca. 0,107 Erdmassen) |
| Mittlere Entfernung zur Sonne | 227,9 Millionen km (ca. 1,52 AE) |
| Umlaufzeit um die Sonne | 687 Tage |
| Rotationsperiode (Tag) | 24,6 Stunden |
| Oberflächentemperatur | -125 °C bis +20 °C |
| Atmosphäre | 96 % Kohlendioxid |
| Oberflächenschwerkraft | 3,71 m/s² (ca. 38 % der Erdanziehung) |
| Monde | 2 (Phobos und Deimos) |
Geologie und Klima: Eine dynamische Vergangenheit
Mars zeichnet sich durch eine geologische Zweiteilung aus, die auf eine hitzige Vergangenheit hindeutet. Da der Planet keine Plattentektonik aufweist – der Mechanismus, der auf der Erde die Kruste verschiebt –, konnte Magma über Millionen von Jahren an denselben Stellen austreten. Dies führte zur Bildung gigantischer Strukturen:
- Olympus Mons: Im Tharsis-Gebiet gelegen, ragt dieser Schildvulkan etwa 22 Kilometer in die Höhe und übertrifft den Mount Everest um das fast Dreifache. Seine immense Größe ist direkt darauf zurückzuführen, dass die Kruste stationär über einem vulkanischen Hotspot verblieb.
- Valles Marineris: Dieses äquatoriale Grabensystem erstreckt sich über 4.000 Kilometer. Anders als der Grand Canyon, der durch Wassererosion entstand, handelt es sich hierbei um eine tektonische Bruchzone, die aufriss, als die Tharsis-Region sich aufwölbte.
- Atmosphärische Bedingungen: Die Marsatmosphäre ist extrem dünn und besteht zu 95 % aus Kohlendioxid. Mit weniger als 1 % des irdischen Luftdrucks bietet sie kaum Schutz vor ultravioletter Sonnenstrahlung. Dies führt zu extremen Temperaturschwankungen zwischen -140 °C im Winter und 20 °C im Sommer.
- Globale Staubstürme: Thermische Unterschiede erzeugen Winde, die feinen Eisenoxid-Staub in die Atmosphäre heben. Diese lokalen „Dust Devils“ können sich gelegentlich zu globalen Stürmen vereinigen, die den gesamten Planeten für Monate einhüllen.
Die Hydrologische Geschichte des Mars
Der wissenschaftlich wohl bedeutendste Aspekt des Mars ist seine Wandlung von einer wasserreichen Welt zu einer Eiswüste. Diese Geschichte wird in geologische Epochen unterteilt, wobei die Noachische Periode (vor über 3,7 Milliarden Jahren) die stärksten Beweise für flüssiges Wasser liefert.
- Geomorphologie: Satellitenaufnahmen zeigen ausgedehnte, heute trockene Flussnetzwerke und Deltas, deren Formation eine dichtere, wärmere Atmosphäre voraussetzte.
- Mineralogie: Rover wie Curiosity haben Phyllosilikate (Tone) und Sulfate identifiziert. Diese Minerale bilden sich typischerweise nur in langanhaltenden Gewässern, was belegt, dass Mars einst habitable Bedingungen bot.
- Aktuelle Reservoirs: Heute kann flüssiges Wasser aufgrund des niedrigen Drucks nicht dauerhaft an der Oberfläche existieren (es würde sofort sublimieren). Wasser ist jedoch reichlich als Eis vorhanden – sowohl in den sichtbaren Polkappen als auch in riesigen unterirdischen Permafrostschichten.
Die Marsmonde: Phobos und Deimos
Mars wird von zwei kleinen, unregelmäßig geformten Trabanten begleitet: Phobos und Deimos. Aufgrund ihrer Zusammensetzung und Dichte gelten sie als wahrscheinlich eingefangene C-Typ-Asteroiden, die ursprünglich aus dem äußeren Asteroidengürtel stammen.
- Phobos: Der größere und innere Mond ist vom gewaltigen Stickney-Krater gezeichnet. Er umkreist den Mars schneller, als dieser sich selbst dreht. Durch Gezeitenkräfte wird Phobos spiralförmig nach innen gezogen; in etwa 30 bis 50 Millionen Jahren wird er die Roche-Grenze überschreiten und vermutlich zu einem Ringsystem zerfallen.
- Deimos: Der kleinere, äußere Mond driftet aufgrund der Gezeitenkräfte langsam vom Planeten weg und wird sich in ferner Zukunft vom Schwerefeld des Mars lösen.
Astrobiologie und zukünftige Exploration
Der Hauptantrieb der Marsforschung ist die Suche nach Biosignaturen – chemischen oder physikalischen Spuren vergangenen Lebens. Während die Oberfläche heute lebensfeindlich ist, bieten die Sedimente in Kratern wie Gale und Jezero ideale Bedingungen für die Konservierung mikrobieller Fossilien.
Humane Besiedlung: Langfristige Pläne zielen auf eine dauerhafte menschliche Präsenz ab. Dies erfordert die Nutzung von Ressourcen vor Ort (In-Situ Resource Utilization – ISRU), insbesondere die Gewinnung von Wasser und Sauerstoff aus dem vorhandenen Eis und der CO2-Atmosphäre.
Mars-Sonden und Rover: Rover wie Perseverance entnehmen derzeit Bohrkerne aus Sedimentgestein. Diese Proben werden hermetisch versiegelt auf der Oberfläche abgelegt („Caching“).
Mars Sample Return (MSR): Eine komplexe internationale Mission ist in Planung, um diese Proben zur Analyse auf die Erde zurückzubringen.
Aktuelle Missionen: Der Rote Planet ist der einzige Ort im Sonnensystem, der ausschließlich von Robotern bevölkert ist. Erfahre mehr über die aktiven Orbiter und Lander in unserem Artikel über aktuelle Mars-Missionen.