Wissenschaftler entdecken auf dem Mars riesige Wassermassen. Sie sind allerdings zu tief, um sie anzuzapfen.

Mithilfe seismischer Aktivitäten im Inneren des Mars haben Geophysiker Hinweise auf ein großes unterirdisches Reservoir an flüssigem Wasser gefunden – groß genug, um die Ozeane auf der Oberfläche des Planeten zu füllen.

Anhand der Daten der NASA-Landesonde Insight konnten die Wissenschaftler abschätzen, dass die Grundwassermenge den gesamten Planeten bis zu einer Tiefe von ein bis zwei Kilometern bedecken könnte.

Das sind zwar gute Nachrichten für diejenigen, die das Schicksal des Wassers auf unserem Planeten verfolgen, nachdem die Ozeane vor über drei Milliarden Jahren verschwunden sind. Doch für jemanden, der es zur Versorgung einer zukünftigen Marskolonie anzapfen will, wird das Reservoir kaum von Nutzen sein.

Es befindet sich in winzigen Rissen und Poren im Gestein in der Mitte der Marskruste, zwischen 11,5 und 20 Kilometern unter der Oberfläche. Selbst auf der Erde ist es eine Herausforderung, ein einen Kilometer tiefes Loch zu bohren.

Der Fund zeigt jedoch einen weiteren vielversprechenden Ort für die Suche nach Leben auf dem Mars auf, sofern das Reservoir zugänglich ist. Für den Moment hilft er, Fragen zur geologischen Geschichte des Planeten zu beantworten.

„Das Verständnis des Mars-Wasserkreislaufs ist entscheidend für das Verständnis der Entwicklung des Klimas, der Oberfläche und des Inneren“, sagte Vashan Wright, ein ehemaliger Postdoktorand der UC Berkeley, der jetzt Assistenzprofessor an der Scripps Institution of Oceanography der UC San Diego ist. „Ein nützlicher Ausgangspunkt ist die Identifizierung, wo Wasser ist und wie viel davon vorhanden ist.“

Wright und seine Kollegen Michael Manga von der UC Berkeley und Matthias Morzfeld von Scripps Oceanography haben ihre Analyse in einem Artikel im Detail beschrieben, der im Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften.

Die Wissenschaftler verwendeten ein mathematisches Modell der Gesteinsphysik, das mit den Modellen identisch ist, die auf der Erde zur Kartierung unterirdischer Grundwasserleiter und Ölfelder verwendet werden. Sie kamen zu dem Schluss, dass die seismischen Daten von Insight am besten durch eine tiefe Schicht gebrochenen magmatischen Gesteins erklärt werden können, die mit flüssigem Wasser gesättigt ist. Magmatische Gesteine ​​sind abgekühltes heißes Magma, wie der Granit der Sierra Nevada.

„Die Feststellung, dass es ein großes Reservoir an flüssigem Wasser gibt, gibt einen Einblick in das Klima, das damals herrschte oder sein könnte“, sagte Manga, Professor für Erd- und Planetenwissenschaften an der UC Berkeley. „Und Wasser ist für das Leben, wie wir es kennen, notwendig. Ich sehe nicht, warum [the underground reservoir] ist keine bewohnbare Umgebung.

„Auf der Erde trifft das sicherlich zu – in tiefen, tiefen Minen gibt es Leben, auf dem Meeresgrund gibt es Leben. Wir haben keine Hinweise auf Leben auf dem Mars gefunden, aber wir haben zumindest einen Ort identifiziert, an dem Leben prinzipiell möglich sein sollte.“

Manga war Wrights Postdoktorand. Morzfeld war früher Postdoktorand in der Mathematikabteilung der UC Berkeley und ist heute außerordentlicher Professor für Geophysik am Scripps Oceanography.

Manga merkte an, dass zahlreiche Beweise – Flussbetten, Deltas und Seeablagerungen sowie durch Wasser verändertes Gestein – die Hypothese stützen, dass einst Wasser auf der Oberfläche des Planeten floss. Doch diese feuchte Periode endete vor mehr als 3 Milliarden Jahren, nachdem der Mars seine Atmosphäre verloren hatte.

Planetenforscher haben zahlreiche Sonden und Lander zum Mars geschickt, um herauszufinden, was mit dem Wasser passiert ist (das in den Polkappen des Mars gefrorene Wasser kann nicht allein dafür verantwortlich sein), wann dies geschah und ob es auf dem Planeten Leben gibt oder gab.

Die neuen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass ein Großteil des Wassers nicht in den Weltraum entwich, sondern in die Erdkruste sickerte.

Die Landesonde Insight wurde 2018 von der NASA zum Mars geschickt, um Kruste, Mantel, Kern und Atmosphäre zu untersuchen, und zeichnete vor dem Ende der Mission im Jahr 2022 wertvolle Informationen über das Innere des Mars auf.

„Die Mission hat meine Erwartungen bei weitem übertroffen“, sagte Manga. „Durch die Auswertung aller von Insight gesammelten seismischen Daten konnten sie die Dicke der Kruste, die Tiefe des Kerns, die Zusammensetzung des Kerns und sogar ein wenig die Temperatur im Mantel ermitteln.“

Insight registrierte Erdbeben auf dem Mars mit einer Stärke von bis zu 5, Meteoriteneinschläge und Grollen aus Vulkangebieten. All diese Erdbeben erzeugten seismische Wellen, die es Geophysikern ermöglichten, das Innere zu untersuchen.

In einer früheren Studie wurde berichtet, dass die obere Kruste oberhalb einer Tiefe von etwa 5 Kilometern kein Wassereis enthält, wie Manga und andere vermuteten. Das könnte bedeuten, dass außerhalb der Polarregionen kaum zugängliches gefrorenes Grundwasser vorhanden ist.

Das neue Papier analysierte die tiefere Kruste und kam zu dem Schluss, dass die „verfügbaren Daten am besten durch eine wassergesättigte Mittelkruste“ unter Insight erklärt werden können. Unter der Annahme, dass die Kruste auf dem gesamten Planeten ähnlich ist, argumentierte das Team, sollte es in dieser Mittelkrustenzone mehr Wasser geben als die „Mengen, die die hypothetischen alten Marsmeere gefüllt haben sollen“.