Mars

Eigenschaften des Orbits
Aphel 249,23 Mio. km
1,666 AE
Mittlerer Radius 227,92 Mio. km
1,524 AE
Perihel 206,62 Mio. km
1,381 AE
numerische Exzentrizität 0,0935
Siderische Periode 686,98 Tage (Marsjahr)
Synodische Periode 779,94 Tage
Ø Orbitalgeschwindigkeit 24,1309 km/s
Bahnneigung 1,85°
Kleinster Erdabstand 55,7 Mio. km
Größter Erdabstand 401,3 Mio. km
Physikalische Eigenschaften
Durchmesser am Äquator 6794 km
Oberflächeninhalt 144 Mio. km2
(0,28-fache der Erde)
Masse 6,4185 × 1023 kg
(0,107 Erdenmassen)
Mittlere Dichte 3,933 g/cm3
Ø Fallbeschleunigung
an der Oberfläche 3,71 m/s²
(0,379-fache der Erde)
Rotationsperiode 24 Std. 37 Min. 22 Sek.
Neigung der Drehachse 25,19°
Albedo 0,15
Fluchtgeschwindigkeit 5,03 km/s
Temperatur
an der Oberfläche

Min (Polkappen im Winter):
150 K
Mittel:
210 K
Max (Mittags in Äquatorebene):
297 K
Eigenschaften der Atmosphäre
Druck 6,36 mbar
Kohlendioxid 95,32%
Stickstoff 2,7%
Argon 1,6%
Sauerstoff 0,13%
Kohlenmonoxide 0,08%
Wasser 210 ppm
Stickstoffmonoxid 100 ppm
Neon 2,5 ppm
Krypton 300 ppb
Xenon 80 ppb
Ozon 30 ppb
Methan 10,5 ppb
Sonstige Daten
Anzahl der Satelliten 2, Phobos und Deimos

 


 

Lebt da etwas auf dem Roten Planeten?


Harald Zaun 19.02.2005


Nach Ansicht eines führenden ESA-Forschers deuten gewaltige Mengen des in der Mars-Atmosphäre treibenden Gases Formaldehyd auf die Anwesenheit von marsianen Leben hin
Vittorio Formisano, seines Zeichens Chefwissenschaftler des PFS-Experiments an Bord der Mars-Express-Sonde, hat mit dem sondeneigenen Spektrometer große Vorkommen an Formaldehyd in der Atmosphäre des Roten Planeten gefunden. Den Fund wertet er gegenüber dem englischen Fachmagazin New Scientist als indirektes Indiz für die Anwesenheit von Leben auf dem Mars. Seine Kollegen hingegen mahnen zur Vorsicht. In der nächsten Woche ist auf der ersten Mars-Express-Konferenz in Noordwijk (Niederlande) eine lebendige Diskussion programmiert.

Kaum ein anderer Stein ist so eingehend und kritisch unter die Lupe genommen worden wie der inzwischen schon fast legendäre Mars-Meteorit ALH 84001 (1). Bereits 1984 in der Antarktis aufgelesen, erlangte dieser erst zwölf Jahre später als marsianer "Stein der Weisen" weltweit Berühmtheit. Exobiologen berichteten von wurmartigen, fadenförmigen Strukturen im Innern des unscheinbaren Marssteins, die von bakterienartigen Lebensformen herrühren sollten. Doch ob in dem 1940 Gramm schweren und kartoffelknollengroßen Meteorit wirklich fossile Überreste von außerirdischen Mikroben schlummern, ist bis heute umstritten.

Giftiges, stechendes Gas

Nun aber kann die Fraktion der Mikroben-Befürworter mit einem neuen starken Indiz aufwarten, das die Anwesenheit von aktiven, möglicherweise sogar gegenwärtig lebenden Organismen auf dem Mars wahrscheinlicher werden lässt. Dass derzeit die Diskussion um Leben auf dem Mars eine neue Ebene erreicht hat, ist einem engagierten ESA-Forscher zu verdanken, der felsenfest davon überzeugt ist, neue Indizien für die Existenz von Lebensformen unter der Oberfläche des Roten Planeten gefunden zu haben.


3-D-Aufnahme Mars Express vom südlichen Teil des Valles Marineris (Bild: ESA/DLR/FU Berlin - G. Neukum)

Einem Bericht des englischen Wissenschaftsmagazins New Scientist (2) (19. Februar 2005, Nr. 2487, S. 6f.) zufolge detektierte ein ESA-Forscherteam unter der Leitung von Vittorio Formisano (3) vom Institut für Physik und Interplanetarische Forschung in Rom in der dünnen Mars-Atmosphäre auffallend viel Formaldehyd (4). Die Entdeckung des farblosen, für Menschen giftigen Kohlenwasserstoffgases, das ein Zerfallsprodukt von Methan ist, gelang mithilfe des hochsensiblen Planetary Fourier Spectrometer (PFS (5)) der europäischen Sonde Mars-Express.

Stolze 130 ppb (parts per billion), also 130 Methanmoleküle auf eine Milliarde anderer Moleküle beträgt die gemessene Formaldehyd-Konzentration. Auf den ersten Blick nicht gerade viel, aber immer noch mehr als der zehnfache Wert von Methan in der Mars-Atmosphäre. Für Formisano auf jeden Fall genug, um mit einer gewagten These vorstellig zu werden: Er glaubt, dass das Formaldehyd dort nicht zufällig hingelangt ist, sondern eine direkte Folge der Oxidation von Methan ist. Und die Verursacher hierfür könnten im marsianen Boden schlummern. "Meine Schlussfolgerung ist: Es muss Leben im Marsboden geben", so Formisano.

Mehr Methan als ursprünglich angenommen

Methan (6) (CH4), das auf der Erde vor allem als Abfallprodukt von lebenden Organismen entsteht, ist ein farbloses Kohlenwasserstoffgas. Es zählt auch zu den klimawirksamen Spurengasen, die zum Treibhauseffekt beitragen. Beispielsweise kommt es in der Atmosphäre des Saturnmondes Titan (7) derart im Überfluss vor, dass dort sogar dichte Methanwolken und bis zu neun Millimeter große Methan-Regentropfen das Wetter bestimmen.



Hubble-Aufnahme vom Roten Planeten, auf dem ein globaler Sandsturm zu sehen ist. Sollten auf Mars Mikroben heimisch sein, dann sollten sie gegen Sandkörner resistent sein. (Bild: NASA/J. Bell – Cornell/M. Wolff – SSI/Hubble Heritage Team – STScl/Aura)

Hiermit kann Mars nicht konkurrieren. "Wir konnten das Vorkommen von Methan in der Marsatmosphäre nachweisen und zudem berechnen, wie viel davon dort vorhanden ist", freute sich Professor Formisano bereits im letzten Jahr. Seine Entdeckung wurde 2004 prompt von zwei weiteren Teams bestätigt.

Jetzt, nach mehr als 1000 PFS-Messungen, ist sich der italienische Forscher sicher, dass auf Mars das Methan in weitaus höherer Anhäufung treibt, als bisher angenommen. "Im Schnitt haben wir Methan in einer Konzentration von 10 bis 10,5 ppb gefunden."

Jährlich 2,5 Millionen Tonnen Methan

Freilich reicht die vorgefundene Menge an Methan immer noch nicht annährend aus, um das Vorkommen des Formaldehyds in der gemessenen hohen Konzentration zu erklären, zumal das reaktionsfreudige Gas in der Mars-Atmosphäre bestenfalls 7,5 Stunden treibt und danach nicht mehr nachweisbar ist. Dagegen hat das in der Mars-Atmosphäre ungleich verteilte Methan eine Lebenszeit von 300 bis 600 Jahren.

Da Formaldehyd in der Marsatmosphäre zehn bis zwanzig Mal höher konzentriert ist als Methan, müssen nach Formisanos Berechnung auf Mars pro Jahr mindestens 2,5 Millionen Tonnen Methan entstehen.


ALH 84001 – marsianer Stein der Weisen oder nicht? (Bild: NASA Johnson Space Center)

Eigentlich sollte das Methan aufgrund der intensiven UV-Strahlung in der Marsatmosphäre wesentlich schneller abgebaut sein als auf der Erde. Auf dem Roten Planeten beträgt die photochemische Lebenszeit dieses Gases gerade mal rund 300 Jahre. Aus dieser Gegebenheit folgert Formisano, dass auf Mars derzeit eine exobiologische Quelle aktiv ist, die das Gas kontinuierlich produziert.

Im Grunde genommen sollte auf dem Mars das Methan infolge seiner langen "Lebensdauer" im Laufe der Jahrhunderte auch durch den Wind gleichmäßig verteilt worden sein sollte. Dies ist allerdings nicht der Fall. Schließlich hat Mars Express (8) die höchsten Methan-Konzentrationen genau an jenen Stellen registriert, an denen die Atmosphäre die größten Mengen an Wasserdampf aufweist. Für Formisano ein klarer Hinweis auf die Aktivität von Leben.

Alternative Erklärungsmodelle

Neben marsianen Mikroben kommen aber auch noch zwei weitere potenzielle Quellen infrage, die Methan generieren könnten. Zum einen könnte das Gas infolge vulkanischer Aktivitäten in die Atmosphäre gelangt sein. Allerdings hat bislang keine der ehemals aktiven und derzeit operierenden US-Marssonden Hinweise auf vulkanische Aktivität auf dem Mars gefunden. Auch die hochsensiblen Instrumente und hochauflösenden Kameras des Mars-Express-Orbiters fanden keinen Beleg für gegenwärtigen Vulkanismus. Selbst die bisher grob aufgelösten Temperaturkarten, die von der Marsoberfläche angefertigt wurden und auf denen immerhin einige wärmere Zonen zu sehen sind, deuten nicht auf vulkanische Aktivität hin.

Da andere Prozesse, wie etwa Meteoriteneinschläge oder Vulkanismus, eine derartige Menge an Methan nicht generieren können, muss eine andere Quelle das Methan ständig nachproduzieren, aus dem sich dann wiederum Formaldehyd bildet. "Meteoriteneinschläge oder Vulkanismus könnten höchstens 100.000 Tonnen Methan pro Jahr bereitstellen", so Formisano.

Gleichwohl könnten sehr kleine Ausbrüche von Gas oder Lava den Aufnahmen entgangen sein. Aber nur bei einer kontinuierlichen Aktivität wären sie eine Erklärung für das gemessene Methan. Zum anderen könnten Meteoriteneinschläge die Gasproduktion des Methans in Gang gesetzt haben. Voraussetzung hierfür wäre jedoch, dass sich auf dem Roten Planeten in den letzten 100 Jahren sehr viele und auffallend große Einschläge ereignet haben müssten, wofür die bisherigen Beobachtungen wiederum nicht sprechen.

"Offen gesagt …"

Auf jeden Fall steht Formisanos kühne Theorie schon im Fokus seiner Kollegen. Einer von ihnen, Sushil Atreya (9) von der University of Michigan, bemerkt nüchtern: "Er ist mit seiner Formaldehyd-Theorie allein". Ähnlich sieht dies Therese Encrenaz (10) vom Pariser Observatorium: "Es ist nicht unbedingt 100%ig überzeugend. Aber ich glaube, dass dieser Ansatz weitere Beachtung verdient". Michael Mumma vom Goddard Space Flight Center (11) der NASA in Greenbelt/Maryland warnt vor überstürzten Mutmaßungen.

Offen gesagt wissen wir nicht viel über die innere Geologie von Mars. Hieraus zu folgern, ob dort biologische Aktivität ist oder nicht, ist bei unserem jetzigen Kenntnisstand verdammt riskant.

Gegenüber dem New Scientist räumt Formisano immerhin ein, dass seine Messungen noch nicht der Weisheit letzter Schluss sind. "Ich kann es noch nicht mit Bestimmtheit beweisen. Aber die Hinweise, die ich bislang erhalten haben, sind derzeit die besten, die man kriegen kann." Um endgültige Sicherheit zu haben, müsse man Nägel mit Köpfen machen und im Rahmen einer weiteren Mission nach Leben auf dem Mars suchen.

Über den mutigen Vorstoß seines Kollegen Formisano freut sich insbesondere ESA-Projektwissenschaftler Agustin Chicarro (12), der die in der nächsten Woche in Noordwijk (Niederlande) beginnende erste Mars Express Science Conference (13) (21.-25. Februar 2005) organisiert hat. Praktisch alle an der Mars Express Mission beteiligten Wissenschaftler sind eingeladen, um dort ihre Ergebnisse zu präsentieren. Damit Formisanos Hypothese auch hinreichend erörtert wird, hat Chicarro eine gesonderte Veranstaltung mit etwaiger Pressekonferenz organisiert. Zündstoff ist programmiert – eine "lebendige Diskussion", so Chicarro, garantiert. Garantiert wird Telepolis hierüber auch berichten.