Auf der Spur des Marsrots
Das wasserreiche Eisenmineral Ferrihydrit könnte Hauptursache für die Rotfärbung des Marsstaubs sein.
Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Universität Bern und der Brown University hat möglicherweise das Geheimnis der rötlichen Farbe des Mars gelüftet. Das Team identifizierte das wasserreiche Eisenmineral Ferrihydrit als Hauptursache des charakteristischen, rötlichen Marsstaubs. Diese Entdeckung könnte nicht nur die Farbe des Planeten erklären, sondern auch auf eine feuchtere, potenziell bewohnbare Vergangenheit des Mars hinweisen.
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Die neue Studie stellt die bisherige Annahme in Frage, dass Hämatit, ein trockenes, rostähnliches Mineral, für die Farbe des Mars verantwortlich ist. Stattdessen identifizierte das Team unter der Leitung von Adomas Valantinas das wasserreiche Eisenmineral Ferrihydrit als Hauptursache für die rötliche Färbung. „Über die grundlegende Frage, warum der Mars rot ist, wird seit Hunderten, wenn nicht Tausenden von Jahren nachgedacht“, sagt Valantinas. Für die aktuelle Studie hat das Forschungsteam Beobachtungsdaten von Raumsonden und von Mars-Rovern mit neuartigen Labormethoden kombiniert. „Wir sind nicht die ersten, die Ferrihydrit als Grund für die rote Farbe des Mars in Betracht ziehen, aber es wurde noch nie so bewiesen, wie wir es jetzt getan haben, nämlich indem wir Beobachtungsdaten und neuartige Labormethoden zur Herstellung eines Marsstaub-Analogons im Labor verwendet haben.“
Das Team arbeitete mit Daten von mehreren Marssonden, darunter der Nasa-Sonde Mars Reconnaissance Orbiter und den Sonden Mars Express und ExoMars der Europäischen Weltraumorganisation Esa. An Bord der ExoMars-Sonde befindet sich das Color and Stereo Surface Imaging System (CaSSIS), ein Kamerasystem, das von einem internationalen Team unter der Leitung von Nicolas Thomas entwickelt und gebaut wurde. „Die ersten Erkenntnisse haben wird dank CaSSIS gewonnen, und diese wiesen auf Ferrihydrit hin. Weitere Untersuchungen mit höher aufgelösten Daten bestätigten den ersten CaSSIS-Fund“, sagt Valantinas. Nicolas Thomas von der Universität Bern fügt hinzu: „CaSSIS beobachtet den Mars seit April 2018 und liefert hochauflösende Farbbilder der Marsoberfläche. Die Tatsache, dass CaSSIS-Bilder immer wieder für Studien verwendet werden, spricht für die beeindruckenden wissenschaftlichen Fähigkeiten des Berner Kamerasystems.“
Die Daten aus der Marsumlaufbahn wurden mit Messungen der Marsrover der NASA wie Pathfinder, Curiosity und Opportunity sowie mit Laboranalysen von synthetischen, marsähnlichen Materialien kombiniert. Der Berner Forscher Antoine Pommerol erklärt: „Satellitendaten sind von unschätzbarem Wert, wenn es darum geht, neue Einblicke in die Oberfläche und die Geschichte des Mars zu gewinnen, aber für die Interpretation ist oft eine Bestätigung durch Daten von Bodenproben erforderlich. Diese können von Rovern und Landern vor Ort, von Marsmeteoriten oder von Untersuchungen von ähnlichen Materialien auf der Erde stammen. In diesem Fall stützt eine Kombination von Laboruntersuchungen verschiedener Teams, einschliesslich der einzigartigen Reflexionsmessungen des Eislabors in Bern, die Theorie, dass Ferrihydrit für die rötliche Farbe des Mars verantwortlich ist.“
Die Entdeckung von Ferrihydrit als Hauptbestandteil des Marsstaubs hat weitreichende Auswirkungen für das Verständnis der Marsgeschichte und die Frage, ob es jemals Leben auf dem Mars gab. Im Gegensatz zu Hämatit, das sich unter warmen oder trockenen Bedingungen bildet, entsteht Ferrihydrit in der Gegenwart von kühlem Wasser. „Dies deutet darauf hin, dass der Mars einst eine Umgebung hatte, in der flüssiges Wasser vorhanden war, was eine wesentliche Voraussetzung für Leben ist“, sagt Valantinas. „Unsere Studie zeigt, dass für die Bildung von Ferrihydrit auf dem Mars sowohl Sauerstoff – sei es aus der Atmosphäre oder aus anderen Quellen – als auch Wasser, das mit Eisen reagieren kann, vorhanden sein mussten. Diese Bedingungen waren ganz anders als die trockene, kalte Umgebung des heutigen Mars.“
„Die Studie hat wirklich großes Potential“, sagt Jack Mustard von der Brown University. „So aufregend die neuen Erkenntnisse auch sind, wir sind uns bewusst, dass unsere Ergebnisse erst durch Proben vom Mars, die derzeit vom Perseverance-Rover der Nasa gesammelt werden, verifiziert werden können. Wenn wir diese zurückbekommen, werden wir definitiv überprüfen können, ob unsere Theorie bezüglich des Ferrihydrit stimmt“, so Mustard.
U. Bern / JOL
