Kleines Lehrbuch der Astronomie und Astrophysik - Astronomie.de

Mars
Fließrichtung zu). Vergleichende Untersuchungen über die Wirkung von Eisströmen in der Antarktis
(z.B. des Rutford-Strom, der in den Ronne-Eisschelf fließt) und auf dem Mars (z.B. im Bereich der
Ares-Vallis) haben viele ernstzunehmende Hinweise für die Richtigkeit dieser Hypothese geliefert.
Denn nur Eis kann auch „bergan“ fließen. Wahrscheinlich haben jedoch beide Phänomene - Eisflüsse
und Wassermassen - die Topographie der großen Ausflußtäler gestaltet.
Damit kommt man zu der spannenden Frage, ob es in der Vergangenheit des Mars einmal offene
Wasserflächen gegeben hat oder nicht. Die in den Hochlandgebieten häufig auftretenden Abflaufrinnen
wurden verschiedentlich als Flußsysteme gedeutet, bei denen - ähnlich wie auf der Erde - über längere
Zeiträume hinweg permanent Wasser, welches z.B. aus Niederschlägen stammte, abgeflossen ist. Das
impliziert, daß es in der Marsgeschichte einmal Zeiten gegeben hat, wo die Atmosphäre dichter und die
Temperaturen moderater gewesen sind. Wenn das der Fall ist, dann ist auch die prähistorische Existenz
eines „Marsozeans“, wie er von einigen Geologen anhand bestimmter morphologischer Strukturen der
Marsoberfläche postuliert wurde, durchaus möglich wenn nicht sogar wahrscheinlich. Besonders, da
man jetzt im Groben weiß, wo ein großer Teil des Wassers abgeblieben ist: Es ist offenbar im
gefrorenem Zustand im Boden des Roten Planeten gespeichert. Dieses aufsehenerregende Ergebnis der
Messungen der Sonde „Mars Odyssey“ aus dem Jahr 2002 hat nicht nur bei den Exobiologen zur
Begeisterung geführt. Alle die, welche bereits früher anhand geologischer Strukturen die Vermutung
geäußert hatten, daß der Mars einmal sehr viel Wasser besessen hat, fühlten sich bestätigt. Die
wasserreichen Gebiete konzentrieren sich in den kältesten Regionen des Mars, d.h. sie bilden
ringförmige Zonen um die Pole. Auf der Südhalbkugel bildet ungefähr der 60. Breitengrad die
nördliche Grenze. Dort befindet sich das Eis in nur rund einem halben Meter Tiefe unterhalb der
Oberfläche. Je mehr man sich z.B. den Südpol nähert, um so mehr Eis findet man und um so dünner
wird die darüberliegende Deckschicht. Wie tief die eisführenden Schichten reichen, konnte aus den
Meßergebnissen der Raumsonde jedoch nicht abgeleitet werden. Die von „Mars Odyssey“ eingesetzten
Detektoren lassen diese Frage prinzipiell unbeantwortet. Es ist deshalb durchaus möglich, daß es in
tieferen Schichten auch flüssiges Grundwasser gibt, was das seltene Phänomen der an manchen
Kraterrändern auftretenden „Gullies“ erklären könnte.
Ob sich Wasser in flüssiger Form auf der Marsoberfläche halten kann, hängt entscheidend von den
Umgebungsbedingungen – der Temperatur und dem Luftdruck – ab. Die heute auf dem Mars
herrschenden Temperatur- und Druckverhältnisse lassen das jedenfalls nicht zu, wie ein Blick auf das
Phasendiagramm von Wasser lehrt. Freiliegendes Eis würde sofort sublimieren, flüssiges sofort
verdampfen. Eis, welches unter einer Deckschicht aus Staub und Gestein verborgen ist, bleibt dagegen
weitgehend stabil. Wenn der Druck der Deckschichten genügend groß ist, und zusätzlich noch sehr
viele Salze im Eis enthalten sind, dann kann sich in einigen Hundert Metern Tiefe sogar flüssiges
Wasser als Grundwasser manifestieren.
Phasendiagramme
Ein Zustandsdiagramm von Stoffen, die in drei unterschiedlichen Aggregatzuständen auftreten können,
wird gewöhnlich als Phasendiagramm bezeichnet. Es ist durch drei Kurven und zwei spezielle Punkte
ausgezeichnet. Die Sublimationskurve ist die Kurve zwischen dem festen und gasförmigen Zustand.
Sie beschreibt die Druck- und Temperaturwerte, bei denen z.B. Wassereis ohne verflüssigt zu werden
sofort in den gasförmigen Zustand übergeht - einen Vorgang, der unter dem Namen Sublimation
bekannt ist. Die zweite Kurve, die Schmelzkurve, liefert den Parameterbereich, wo der Übergang vom
festen in den flüssigen Zustand erfolgt. Schließlich wird der Kurvenbereich, an dem der Übergang
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