Vulkanausbrüche auf dem Mars könnten Wasser zum Fließen gebracht haben

Vulkanausbrüche auf dem Mars könnten diese Welt erwärmt haben, was möglicherweise dazu beitragen könnte, das Rätsel zu lösen, wie Wasser vor langer Zeit über die Oberfläche des Roten Planeten geflossen sein könnte, sagen Forscher.

Obwohl die Oberfläche des Mars jetzt kalt und trocken ist, gibt es zahlreiche Beweise dafür, dass Flüsse und Seen den Roten Planeten vor Milliarden von Jahren bedeckten. Die jüngste Generation von Klimamodellen für den frühen Mars deutet jedoch darauf hin, dass die Atmosphäre zu dünn ist, um den Planeten warm genug zu halten, dass Wasser fließen kann. Außerdem war die Sonne vor Milliarden von Jahren viel schwächer als heute, was darauf hindeutet, dass der Mars weniger Sonnenlicht gehabt hätte, um ihn zu erhitzen.

"Das Problem, die Beweise für flüssiges Wasser auf dem frühen Mars zu erklären, hat versucht, es für eine sehr lange Zeit zu lösen", sagte Studienleiter Itay Halevy, ein planetarischer Geochemiker am Weizmann-Institut für Wissenschaft in Rehovot, Israel, gegenüber ProfoundSpace.org . [Fotos: Die Suche nach Wasser auf dem Mars]

Jetzt deuten die Forscher darauf hin, dass eine intensive vulkanische Aktivität dazu beitragen könnte, dieses Rätsel zu lösen, indem sie regelmäßig Tonnen von Treibhausgasen in die Marsatmosphäre spuckt, die Wärme eingeschlossen hätten. Jeder Ausbruch hätte den Mars für Jahrzehnte oder sogar Jahrhunderte warm gehalten.

Viele der geologischen Merkmale, die darauf schließen lassen, dass einmal Wasser auf dem Mars geflossen ist, stammen aus der Zeit vor 3,7 Milliarden Jahren, als massive Vulkane aktiv waren. Auf der Erde führt verbreiteter Vulkanismus oft eher zu Abkühlung als zu Erwärmung, weil Aschepartikel und Schwefelsäureteilchen die Sonnenstrahlen reflektieren können.

Allerdings hat Schwefelsäure den Mars möglicherweise nicht so stark gekühlt, weil die Marsatmosphäre staubiger ist als die der Erde. Dieser Staub reflektiert normalerweise Sonnenlicht und hilft dabei, den Roten Planeten kühl zu halten. Schwefelsäure aus Vulkanausbrüchen würde diesen Staub umhüllen, und obwohl es reflektierend wäre, würde diese Kombination weniger Sonnenlicht reflektieren als Schwefelsäure und reguläre Staubpartikel, sagten die Forscher.

Außerdem würden die Vulkane Schwefeldioxidgas erzeugen, das einen bedeutenden Treibhauseffekt erzeugen würde. Die Computermodelle der frühen Mars-Forschergruppe deuten darauf hin, dass Vulkanausbrüche die äquatornahe Region des Mars ausreichend erhitzen würden, um Wasser fließen zu lassen.

"Der Grund dafür, dass keine früheren Arbeiten ähnliche Auswirkungen gezeigt haben, ist, dass keine vorherige Simulation des frühen Klimas des Mars sowohl Staub als auch Schwefelsäure enthielt", sagte Halevy.

Dieses Modell des intermittierenden Schmelzens steht im Einklang mit früheren Beweisen, dass Kanäle und Tälernetzwerke, die in uraltem Mars-Terrain beobachtet wurden, sich während temporärer feuchter Episoden bildeten.

"Dieses Modell für das frühe Klima des Mars ist wie" Brigadoon ", das schottische Dorf, das jeden Tag für einen Tag erscheint", sagte Halevy. "Für ein paar Jahrzehnte alle paar Jahrtausende geht ein so großer Ausbruch aus, dass sich die Atmosphäre verändert, das Klima wärmt, die Flüsse fließen und die Seen sich füllen. Dann, wenn der Ausbruch ausklingt, entspannen sich die Dinge langsam zurück zu ihrer Kälte, eisig, schläfriger Zustand für ein paar Jahrtausende bis zum nächsten biggie. "

Das Klima auf dem frühen Mars mag dem der kalten, wüstenartigen McMurdo Dry Valleys in der Antarktis sehr ähnlich gewesen sein.

"Die durchschnittliche Jahrestemperatur in den Antarctic Dry Valleys liegt weit unter dem Gefrierpunkt, aber die Sommerhöchsttemperaturen können den Schmelzpunkt von Wasser überschreiten und flüchtige Ströme bilden, die dann wieder gefrieren", sagt Co-Autor James Head von der Brown University in Providence, Rhode Insel, sagte in einer Erklärung. "In ähnlicher Weise stellen wir fest, dass Vulkanismus die Temperatur auf dem frühen Mars über Jahrzehnte bis Jahrhunderte über den Schmelzpunkt bringen kann, was episodische Perioden der Bildung von Strom und Seen verursacht."

Diese Forschung könnte neue Hinweise darauf geben, wo die fossilen Überreste des Marslebens gefunden werden könnten, wenn es jemals existiert hätte.

"Das Leben in der Antarktis in Form von Algenmatten ist sehr resistent gegen extrem kalte und trockene Bedingungen und wartet einfach darauf, dass die episodische Infusion von Wasser aufblüht und sich entwickelt", sagte Head. "So können die alten und gegenwärtig trockenen und kargen Fluss- und Seeböden auf dem Mars die Überreste ähnlichen primitiven Lebens beherbergen, wenn es jemals auf dem Mars vorkam."

Die Wissenschaftler stellten ihre Ergebnisse online am 17. November in der Zeitschrift Nature Geoscience vor.