Geisterflüsse, versteckte Seen: Die lange Suche nach Wasser auf dem Mars

Seeböden und Deltas auf dem Mars enthüllen die wasserreiche Vergangenheit des Roten Planeten. Doch viele Rätsel bleiben bestehen, sagt Wissenschaftler Bruce Jakosky.

Von Nicola Jones 18.03.2025

Das Ziel, Menschen zum Mars zu schicken, ist im Gange: US-Präsident Donald Trump sprach in seiner diesjährigen Antrittsrede darüber . Ein solch gewaltiges Unterfangen könnte helfen, grundlegende Fragen über den Roten Planeten zu beantworten, darunter die wichtigste Frage überhaupt: Gab es auf dem Mars einst Leben – und gibt es ihn noch immer?

Im Mittelpunkt dieser Fragen steht der Status von flüssigem Wasser – der Grundlage des Lebens – auf dem Planeten. Es ist heute unbestritten, dass es auf dem Mars einst Wasser gab, aber wie viel und warum, ist umstritten. Noch umstrittener ist die Frage, ob sich auch heute noch irgendwo auf dem Mars flüssiges Wasser verbergen könnte.

Bruce Jakosky, ein Planetenforscher an der University of Colorado in Boulder, erforscht den Mars seit fast 50 Jahren von seinem tiefen Inneren bis zu seiner Oberfläche: Als Student half er 1976 bei der Viking-Mission mit und war seitdem an mehreren anderen Marsprojekten der NASA beteiligt. Das Knowable Magazine sprach mit ihm über die Suche nach Wasser auf dem Mars , ein Thema, über das er für die Annual Review of Earth and Planetary Sciences geschrieben hat .

Dieses Interview wurde aus Gründen der Länge und Klarheit bearbeitet.

Wie hat sich die Meinung über Wasser auf dem Mars im Laufe der Zeit verändert?

Um die Jahrhundertwende führte der Astronom Percival Lowell eine Analyse durch, die darauf hindeutete, dass es auf dem Mars Kanäle gab, die von intelligenten Wesen geschaffen worden sein mussten. Er schaffte es auf die Titelseite der New York Times – nicht etwa, ob es Kanäle und intelligente Wesen gab , sondern wie sie aussehen könnten und wie wir mit ihnen kommunizieren könnten. Es war eine völlig andere Zeit.

Seine Ideen wurden von der astronomischen Gemeinschaft nie akzeptiert; man hielt sie stets für eine optische Täuschung, die Dinge miteinander verband und den Anschein erweckte, als gäbe es auf dem Mars gerade Linien. Als wir schließlich Raumsonden dorthin schickten, konnten wir keine Merkmale erkennen, die mit seiner Kanalkarte übereinstimmten.

Ab den 1940er Jahren konnten Astronomen Messungen durchführen, die uns Aufschluss über die tatsächliche Beschaffenheit der Marsumgebung gaben. Als 1965 die erste Raumsonde am Mars vorbeiflog, stellten wir fest, dass der atmosphärische Druck nur etwa ein halbes Dutzend Millibar betrug und die Durchschnittstemperatur 50 Grad Celsius unter Null lag. Das zeigte, dass flüssiges Wasser nicht stabil sein konnte; wenn ich einen Eimer Wasser dort hinstelle, dauert es zwar eine Weile, aber dann gefriert oder verdunstet es.

Dies war der letzte Nagel im Sarg der Vorstellung, dass es sich noch immer um einen warmen, feuchten Planeten handeln könnte. Die Aussicht auf Leben auf dem Mars tat dies jedoch nicht ab.

Marsmissionen haben bisher keine von Außerirdischen gebauten Kanäle gefunden. Dafür entdeckten sie zahlreiche andere Strukturen, die aussehen, als seien sie von flüssigem Wasser geformt worden. Erst kürzlich machten Schlagzeilen die Runde , dass Bilder des Curiosity-Rovers aus dem Jahr 2022 Wellen von urzeitlichen, eisfreien Seen zeigen; jüngst gab es Meldungen über Anzeichen von Küstenablagerungen eines urzeitlichen Ozeans .

Die Belege für flüssiges Wasser vor etwa 4,3 bis 3,5 Milliarden Jahren sind mittlerweile absolut überzeugend. Wir haben zahlreiche Belege für urzeitliche Seen in Einschlagkratern gefunden – ich glaube, es sind inzwischen Hunderte. Der überzeugendste Beweis findet sich im Jezero-Krater: Dort, wo Wasser in den See eindrang, lagerte es ein Delta ab , einen Fächer aus Sedimenten, die vom Wasser mitgeführt wurden.

Wir sehen auch Hinweise auf Gletscher auf Berggipfeln und Talnetzwerke , die wie Flusszuflüsse aussehen. Und wir sehen Hinweise darauf, dass Wasser in katastrophalen Flutkanälen aus der Kruste aufgestiegen ist . Diese haben große Mengen Wasser freigesetzt. Es gibt auch Mineralien auf dem Mars, die Wasser zur Entstehung benötigt hätten.

Wie war es damals auf dem Mars, vor 3 oder 4 Milliarden Jahren?

Die Temperaturen müssen warm genug gewesen sein, um flüssiges Wasser zu ermöglichen. Wir wissen aber nicht genau, wie warm es war. Und wir wissen nicht, warum es wärmer war. Aber ansonsten haben wir es wirklich im Griff (lacht).

Wir brauchen zweifellos ein Treibhausgas, um den Planeten zu erwärmen, und Kohlendioxid ist ein starkes Treibhausgas. Daher gehen wir davon aus, dass es damals mehr Kohlendioxid gegeben haben muss. Doch die Sonne war vor vier Milliarden Jahren um 30 Prozent schwächer, und unsere Computermodelle können nicht genug Kohlendioxid in die Atmosphäre abgeben, um die Temperatur ausreichend zu erhöhen. Daher muss in der Simulation zusätzlich ein weiteres Treibhausgas berücksichtigt werden. Wir befinden uns in der Phase: „Wählen wir ein Gas aus, fragen wir, wie viel wir brauchen, und fragen dann: ‚Ist das möglich?‘“

Außerdem verändert sich die Neigung der Mars -Polachse im Laufe der Zeit. Welche Auswirkungen hat das auf das Klima? Wir wissen es nicht.

Wie viel Wasser gab es insgesamt auf dem Mars?

In meiner Arbeit aus dem Jahr 2024 rechne ich vor , dass man, wenn man alles jemals auf dem Mars vorhandene Wasser nähme und verteilte, den Planeten mit einer gleichmäßigen Schicht von 380 bis 1.970 Metern Dicke bedecken könnte. Auf der Erde wäre die gleiche Menge zum Vergleich 1.400 Meter dick. Dieser Vergleich ist allerdings nicht ganz fair: Beim Mars ist das die Summe aller Wassermengen; es befand sich nicht gleichzeitig auf der Oberfläche. Auf der Erde befindet sich der Großteil davon noch heute im Ozean.

Vor langer Zeit war der Mars deutlich feuchter als heute. Doch selbst zu seinen feuchtesten Zeiten war das Marsland wahrscheinlich sehr trocken: In diesen Talnetzwerken mit Abflusskanälen ähnelt die Anzahl der Kanäle pro Quadratkilometer denen einiger der trockensten Gebiete der Erde, beispielsweise der Sahara.

Und heute – wie viel Wasser gibt es auf dem Mars?

Es gibt erhebliche Mengen Wasser in Form von Eis. An den Polen haben Orbiter mehrere Kilometer dickes Eis entdeckt. Spektrometer erkennen Wasser als solches, und Radargeräte zeigen die Struktur. Weltweit verteilt, wäre die Eisschicht etwa 20 bis 30 Meter dick. Auch in mittleren Breitengraden gibt es etwas Eis.

In der Atmosphäre gibt es Spuren von Wasserdampf, um Größenordnungen weniger als auf der Erde. Er kann jedoch Wolken bilden , die die Temperatur und damit das Klima beeinflussen. Es gibt einen starken Wasserkreislauf: Es kann schneien, aber zum Regen ist es zu kalt.

Die größte Unsicherheit besteht darin, ob tief in der Kruste Wasser vorhanden ist . Wir gehen davon aus, dass dort Wasser vorhanden sein sollte, da es aus einer frühen feuchten Umgebung (wie auch auf der Erde) in die Kruste eingedrungen sein könnte. Wir können abschätzen, wie viel Wasser dort vorhanden sein könnte – es könnte bis zur Hälfte des gesamten Wasservorrats des Mars sein. Aber wir wissen nicht, ob es dort vorhanden ist.

Wo ist das ganze Wasser hin?

Das gesamte Wasser aus den großen Abflusskanälen floss in eine Stelle im nördlichen Tiefland, wo sich ein großer See bildete – was damit geschah, ist unklar. Verdunstete er oder gefror er an Ort und Stelle und wurde von Schmutz und Staub bedeckt? Wir wissen es nicht.

Ein Großteil des Wassers, das sich vor Milliarden von Jahren auf dem Mars befand, ist in Mineralien umgewandelt worden. Wir haben berechnet , dass ein Großteil des urzeitlichen Wassers – verteilt auf den gesamten Planeten mindestens 110 Meter dick – im Weltraum verloren gegangen ist.

Warum ging so viel Wasser im Weltraum verloren ?

Bisher dachte man, die Hauptursache sei der Verlust des Magnetfelds des Mars und damit der Verlust seiner Atmosphäre, wodurch Wasser entweichen konnte. Heute wissen wir, dass die Sache viel komplizierter ist. Wir sind noch dabei, das herauszufinden.

Gibt es heute irgendwo auf dem Mars flüssiges Wasser?

Das ist die Millionenfrage. Wir vermuten, dass sich in mittleren und niedrigen Breitengraden Spuren von Flüssigkeit im Boden befinden, die durch Mineralien stabilisiert wird. Bei der Landung der Phoenix-Sonde in den 90er Jahren beobachteten wir, wie Wassertropfen aufgewirbelt wurden. Die Menge dieses Wassers ist jedoch geringer als für jegliches Leben auf der Erde erforderlich.

Es könnte unterirdische Salzlaugen geben. Angesichts der kalten Temperaturen bedarf es jedoch viel Salz und einer ganz bestimmten Salzzusammensetzung, damit flüssiges Wasser an der Oberfläche stabil bleibt. Da wir bisher keine gefunden haben, wissen wir nicht, wie das aussehen könnte.

Seit Jahren wird darüber diskutiert, ob unter der Südpolkappe Schichten aus flüssigem Wasser entdeckt wurden . Die Ergebnisse stammen vom europäischen Radargerät, und die Interpretation war, dass sich in einem Kilometer Tiefe eine Schicht aus flüssigem Wasser befinden müsse. Da dies jedoch Gegenstand intensiver Debatten war, bin ich noch nicht bereit, diese Annahme zu akzeptieren.

Wir haben auch sogenannte wiederkehrende Hanglinien beobachtet: Ablagerungen , die wie dunkle Streifen aussehen, die scheinbar wachsen und sich hangabwärts erstrecken. Orbiter haben vor und nach ihrem Wachstum Fotos gemacht. Diese könnten durch schnell ansteigendes Grundwasser oder etwas schmelzendes Eis im Sommer gespeist werden, das den Fluss schmiert. Ein Wasserursprung dieser Strukturen ist jedoch noch nicht anerkannt. Es könnten trockene Lawinen sein. Wir haben auf dem Mars und anderen Planeten vieles beobachtet, für das es auf der Erde keine guten Analogien gibt.

Wenn Sie nach flüssigem Wasser suchen wollten, wo und wie würden Sie suchen?

Wenn ich nach größeren Mengen flüssigen Wassers in Oberflächennähe suchen wollte, würde ich nach rezentem Vulkanismus suchen ; möglicherweise würden wir hydrothermale Quellen finden. Wir wissen, dass Vulkanismus bis in die geologisch jüngste Vergangenheit, also bis in die letzten paar Millionen Jahre, aktiv war. Wir haben keinen aktiven Vulkanismus beobachtet, aber das bedeutet nicht, dass es ihn nicht gibt.

In der Erdkruste, etwa in zwei bis drei Kilometern Tiefe, würde die geothermische Erwärmung die Temperatur über den Schmelzpunkt von Eis ansteigen lassen. Das Eis könnte sich in Porenräumen von Mikrometern bis Millimetern Durchmesser befinden, aber dennoch eine beträchtliche Menge Wasser enthalten.

Man könnte elektromagnetische Sondierungen durchführen, wie sie auf der Erde zur Erkennung von flüssigem Wasser eingesetzt werden. Wenn man also einen Rover landen lässt, ihn eine Schleife fahren lässt und ein elektrisches Kabel über einen oder mehrere Kilometer verlegt, könnte man möglicherweise flüssiges Wasser in der Tiefe entdecken. Ich weiß, dass darüber nachgedacht wird, aber bisher gab es noch keine Möglichkeit, eine solche Mission vorzuschlagen.

Es gibt Hinweise auf Leben auf der Erde, das bis zu 4 Milliarden Jahre zurückreicht. Wie hoch ist also die Wahrscheinlichkeit, dass es damals auch auf dem Mars Leben gab?

Das ist die Frage. Der Mars in der Antike erfüllte alle Voraussetzungen für Leben: flüssiges Wasser, Zugang zu „biogenen“ Elementen wie Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und einem Dutzend weiterer (die auch heute noch vorhanden sind) sowie eine Energiequelle aus chemischen Reaktionen. All das war auf dem Mars vorhanden.

Was würde ich wetten? Entweder gab es Leben, oder nicht. Die Chancen stehen also 50/50 (lacht). Ich weigere mich, eine Vermutung anzustellen. Der Mars erfüllt die Voraussetzungen. Dort könnte es Leben geben. Wir werden es nur herausfinden, wenn wir dorthin reisen und genau hinschauen.

Was hat die Suche nach Leben auf dem Mars bisher ergeben?

Wir haben es in den 1970er Jahren zweimal mit Viking-Landern versucht . Rückblickend betrachtet waren diese Experimente schlecht durchdacht. Sie basierten im Wesentlichen auf der Annahme: „Wir nehmen eine Bodenprobe, geben flüssiges Wasser und organische Nährstoffe hinzu und schauen, ob chemische Reaktionen entstehen, die auf Leben hindeuten.“

Es gab Hinweise auf positive Ergebnisse, aber die Sache war kompliziert, und am Ende herrschte Konsens , die Mehrheitsmeinung, dass kein Leben entdeckt wurde.

Heute wissen wir jedoch, dass 99,99 Prozent der Mikroben im Labor nicht kultiviert werden können, weil wir sie aus ihrer Umgebung herausgenommen haben und ihnen etwas fehlt. Wir können sie einfach nicht zum Wachsen bringen. Wie hoch ist also die Wahrscheinlichkeit, dass wir zum Mars fliegen, eine beliebige Probe organischer Moleküle hineinwerfen und beliebige Organismen kultivieren können? Ich halte das für sehr unwahrscheinlich.

Der in der Antarktis gefundene Allen-Hills-Meteorit stammte vom Mars. In den 1990er Jahren stellte eine Gruppe des Johnson Space Center die Theorie auf, dass sich im Gestein Hinweise auf Leben finden ließen. Diese Annahme gilt heute nicht mehr als überzeugend , aber wir haben viel darüber gelernt, wie man nach Leben sucht.

Was würde Sie überzeugen?

Man braucht mehrere Messungen, die alle auf unterschiedliche Weise auf Leben hinweisen. Wenn wir also für das Leben in der Antike morphologische Fossilien, organische Moleküle und Isotopennachweise fänden, die alle auf Leben hindeuten, wäre das ziemlich überzeugend. Könnten wir für das heutige Leben Organismen identifizieren, die sich deutlich von terrestrischen Organismen unterscheiden, wüssten wir, dass es sich nicht um eine Kontamination handelt und dass wir sie nicht versehentlich selbst von der Erde zum Mars gebracht haben.

Anders als vom Mond hat die Menschheit bisher keine Proben vom Mars mitgebracht. Was ist der Plan?

Es ist geplant, dass der Rover Perseverance Proben sammelt und zur Untersuchung zurückbringt. Wir haben den Rover an einen Ort geschickt, von dem wir wissen, dass es dort flüssiges Wasser gibt.

Es ist eine komplizierte Mission. Perseverance sammelt Proben in etwa zigarettenlangen und einen Zentimeter breiten Röhrchen und platziert sie an gut markierten Stellen auf der Oberfläche. Anschließend schicken wir eine Raumsonde los, die die Proben einsammelt, in einen Behälter von der Größe eines Volleyballs füllt, diesen auf eine Mars-Aufstiegsrakete setzt und in die Umlaufbahn bringt. Anschließend umkreist eine andere Raumsonde den Planeten, sammelt den Volleyball ein und bringt ihn zur Erde zurück, allerdings erst nach 2030.

China plant außerdem eine sogenannte Greifprobe, bei der sie landen, etwas aufsammeln, vielleicht einen Stein, ihn in eine Rakete laden und zurückschicken.

Seit 1965 gab es mehr als 20 erfolgreiche Marsmissionen, darunter Vorbeiflüge, Orbiter und Lander verschiedener Nationen. Sie waren leitender Wissenschaftler der NASA-Mission MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution), die seit 2014 den Mars umkreist. Was war ihre größte Errungenschaft?

MAVEN ist die einzige Raumsonde, die sich der Erforschung der oberen Atmosphäre und der Freisetzung von Gasen in den Weltraum widmete. Sie war sehr erfolgreich, aber wir wissen immer noch nicht alles. Stellen Sie sich vor, Sie wollten die Geschichte der Erde anhand einiger Missionen verstehen, ohne auf jahrhundertelange Studien vor Ort zurückgreifen zu können.

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Welches sind die aufregendsten bevorstehenden Missionen zum Mars?

Soweit mir bekannt ist, stehen nur zwei Missionen bevor. NASAs Escapade – eine kleine Orbitalmission – könnte noch in diesem Jahr starten. Sie wird als Ergänzung zu MAVEN die obere Atmosphäre untersuchen.

Die zweite ist Rosalind Franklin . Es handelte sich um eine gemeinsame Kooperation zwischen der ESA und Russland, deren Start ursprünglich für 2020 geplant war, dann aber auf Ende 2022 verschoben wurde. Nach dem russischen Einmarsch in die Ukraine im selben Jahr zog sich die Europäische Weltraumorganisation (ESA) aus der Zusammenarbeit zurück. Sie demontierte die gesamte russische Hardware aus dem Raumschiff und musste den Starttermin auf frühestens 2028 verschieben.

Es handelt sich um einen Lander und Rover. Das Besondere daran: Er wird bis zu zwei Meter unter die Oberfläche bohren. In dieser Tiefe wären alle organischen Moleküle vor galaktischer kosmischer Strahlung und Sonnenpartikeln geschützt.

Sollten wir Menschen zum Mars schicken?

Ich denke, aus wissenschaftlicher Sicht ist das unerlässlich. Sie können so viel mehr und viel schneller als robotische Raumfahrzeuge.

Die Wissenschaft ist nicht der einzige Grund. Ein weiterer Grund ist das nationale Prestige. Ein dritter Grund ist, die Menschen für MINT-Berufe (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik) zu begeistern.

Es ist machbar. Aber es ist wirklich schwierig und nicht billig. Die glaubwürdige Mindestsumme liegt bei 100 Milliarden Dollar. Elon Musk spricht davon, in vier Jahren Menschen ins All schicken zu können . Ich denke, das ignoriert viele Probleme, wie die Lebenserhaltung, die Versorgung der Menschen für die drei Jahre hin und zurück und die Produktion von genügend Treibstoff für die Rückreise. Ich schätze, wir werden noch 10 bis 15 Jahre davon entfernt sein, Menschen ins All schicken zu können.

Elon Musk hat gesagt: „Lasst uns den Mond verlassen und direkt zum Mars fliegen .“ Ich weiß nicht, was Präsident Trump tun wird.

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