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30.09.2009

Rote Staubmühle auf dem Mars

Forscher haben neue Erklärung, warum der Nachbarplanet rot ist

Hell und leuchtend rot steht er in manchen Nächten am Himmel: Der Mars hat mit seiner auch mit bloßem Auge gut erkennbaren Farbe von jeher die Menschen fasziniert. Doch wie genau der Nachbar der Erde zu seiner roten Farbe kam, darüber sind sich Planetenforscher und Astronomen bisher uneins. Haben Flüsse und Seen Eisenoxid aus dem Gestein gelöst – zu einer Zeit, als auf dem Planeten noch große Mengen Wasser flossen? Oder stammt das Rot gar von Meteoriten, die auf dem Planeten einschlugen? Dänische Wissenschaftler haben dem nun eine weitere mögliche Erklärung hinzugefügt: Der rote Staub sei das Werk aufgewirbelter Sandkörner, die eisenhaltiges Gestein wie in einer gewaltigen Mühle klein gemahlen haben, glauben sie.

Feuerrot sieht der Mars aus dem All zwar nicht aus, doch seine rötliche Färbung in vielen klaren Nächten selbst von der Erde aus gut zu erkennen. Foto: NASA/JPL/Malin Space Science Systems
Foto: NASA/JPL/Malin Space Science Systems
Auch auf der Oberfläche selbst ist der rötliche Farbton zu erkennen, wie Aufnahmen von Marssonden belegen. Foto: NASA/JPL/Cornell
Foto: NASA/JPL/Malin Space Science Systems

Die Theorie vom Wasser auf dem Mars als Ursache seiner roten Farbe war bislang unter Wissenschaftlern am weitesten verbreitet: Demnach löste das vor etwa vier Milliarden Jahren auf dem Planeten noch allgegenwärtige flüssige Wasser Eisenoxide aus dem Gestein. Nach dem Verschwinden der Flüssigkeit blieben die Partikel an der Oberfläche des Planeten als roter Staub zurück.

Diese These stieß jedoch auch auf Gegenwind. So trat im Jahr 2003 der NASA-Wissenschaftler Albert Yen mit der Vermutung an die Öffentlichkeit, der rote Staub auf dem Mars stamme von Meteoriten und kosmischen Partikeln, die seit Jahrmilliarden auf den Planeten hinabrieselten. Der Forscher stützte sich dabei auf Daten der Pathfinder-Mission aus dem Jahr 1997, nach denen der Boden an der Oberfläche des Planeten mehr Eisen enthält als das Gestein selbst. Versuche in einer künstlichen, überwiegend aus Kohlendioxid bestehenden Marsatmosphäre schienen diese These zu bestätigen: Bei Temperaturen von minus 60 Grad Celsius und unter einer starken ultravioletten Strahlung, wie sie auf dem Planeten vorherrschen, konnte Yen zeigen, dass aus Eisen in kürzester Zeit Eisenoxid entsteht – ohne einen einzigen Tropfen Wasser.

Ebenfalls ganz ohne Wasser kommen auch die Wissenschaftler um den dänischen Planetenforscher Jonathan Merrison aus. Auch sie stützen sich auf Experimente: Die Forscher füllten Quarzsand in Glasflaschen und drehten diese in einer speziellen Apparatur sieben Monate lang unaufhörlich um. Nach etwa zehn Millionen Umdrehungen hatte sich etwa zehn Prozent des Sandes in feinen Staub verwandelt. Als die Forscher dem Sand pulverförmiges Magnetit zugaben – eine mineralische Verbindung von Eisen und Sauerstoff, die auch auf dem Mars vorkommt – verfärbten sich die Proben nach und nach rot. Analysen ergaben, dass sich das schwärzliche Magnetit allein durch die mechanische Bearbeitung zwischen den rieselnden Sandkörnern in das rötliche Mineral Hämatit verwandelt hatte.

Genau dieser Vorgang könnte auch auf der Marsoberfläche stattfinden, vermuten Merrison und seine Kollegen. Die häufigen und oftmals sehr heftigen Staubstürme auf dem Planeten trügen Material aus dem Gestein an der Oberfläche des Planeten ab, glauben die Forscher. Dieses werde zwischen den Sandkörnern immer feiner zermahlen, wobei auch hier das rote Hämatit entsteht. Weitere Versuche zeigten, dass diese Umwandlung in das rote Mineral auch in einer völlig trockenen Kohlendioxidatmosphäre abläuft, wie sie auch auf dem Mars anzutreffen ist.

Welcher der Thesen über die Farbe des roten Planeten nun tatsächlich zutrifft, diese Frage wird sich wohl erst nach weiteren Marsmissionen sicher beantworten lassen. Bis dahin wollen die Wissenschaftler ihre Simulationen und Computermodelle weiter verfeinern – nicht zuletzt, um für diese möglichen Missionen die richtigen, aussagekräftigen Experimente konzipieren zu können. (ud)

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