// SCINEXX — SPAZIO & SCIENZA
Rostendes Marsgestein könnte die Atmosphäre des frühen Planeten erwärmt haben
Flusstäler und Sedimente zeigen, dass auf dem frühen Mars Wasser floss, obwohl die Sonne damals schwächer leuchtete. Eine neue Hypothese verknüpft die Wärme im Marsinneren mit einem chemischen Prozess in der Kruste: Zirkulierendes Wasser könnte Eisen oxidiert und dabei Wasserstoff freigesetzt haben. Zusammen mit Kohlendioxid hätte dieses Gas die Atmosphäre zusätzlich erwärmen können.
Houston (U.S.A.). Auf der Oberfläche des Mars zeichnen sich noch heute Täler, Deltas und Sedimentschichten ab, die von früherem flüssigem Wasser zeugen. Wie der Planet dafür genügend Wärme speichern konnte, ist seit Jahrzehnten umstritten.
Die junge Sonne strahlte schwächer als heute, und Kohlendioxid allein kann die alten Wasserläufe nach gängigen Klimamodellen nicht ausreichend erklären. Eine mögliche Zusatzwirkung liefert Wasserstoff, der zusammen mit Kohlendioxid durch Molekülstöße mehr Wärmestrahlung zurückhalten kann.
Forscher der Rice University um Prof. Cin-Ty Lee haben mit einem thermischen Modell berechnet, wie die Dicke der Marskruste Wärmefluss, Gesteinsschmelzen und Grundwasser beeinflusst haben könnte. Besonders im südlichen Hochland war die Kruste vermutlich stellenweise bis zu 80 Kilometer mächtig.
Vor rund drei bis vier Milliarden Jahren könnte der Zerfall radioaktiver Elemente in diesem mächtigen Gesteinspaket so viel Wärme geliefert haben, dass tiefere Krustenschichten teilweise schmolzen. Laut dem veröffentlichten Modell ließ die Wärme außerdem unter einer gefrorenen Deckschicht ausgedehnte Grundwasserreservoire bestehen, ohne dass die Oberfläche dauerhaft warm sein musste.
Zur damaligen Modellstudie erläuterte Lee die Bedeutung des vermuteten Wasservorkommens. Seine Aussage bezog sich auf Wärme und Grundwasser im Untergrund, noch nicht auf die jetzt vorgeschlagene Wasserstoffproduktion.
„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Prozesse in der Marskruste weitaus dynamischer waren als bisher angenommen. Die dicke Kruste im südlichen Hochland könnte nicht nur ohne Plattentektonik granitische Magmen erzeugt haben, sondern sie schuf auch die thermischen Bedingungen für stabile Grundwasserleiter, also Reservoirs flüssigen Wassers, auf einem Planeten, den wir oft für trocken und gefroren gehalten haben“, erklärte Prof. Cin-Ty Lee.
Bei einer Fachtagung im Oktober 2026 hat Lee an dieses frühere Modell eine weitere Hypothese geknüpft. Der hohe Wärmefluss könnte unterirdisches Wasser durch die porösen oberen Schichten der Marskruste getrieben haben, wo es auf eisenhaltigen Basalt traf.
Dabei könnte zweiwertiges Eisen im Gestein oxidiert worden sein, während aus dem Wasser molekularer Wasserstoff entstand. Gelangte das Gas an die Oberfläche und in eine kohlendioxidreiche Atmosphäre, könnten Zusammenstöße der beiden Gase die Absorption von Infrarotstrahlung verstärkt und den Mars erwärmt haben.
Mit dem Entweichen des Wasserstoffs in den Weltraum und der allmählich abnehmenden radioaktiven Wärme wäre diese unterirdische Wasserstoffquelle schwächer geworden. Das Szenario verbindet somit den früheren Wasserkreislauf mit einem möglichen zeitweiligen Treibhauseffekt, erklärt den Verlauf aber bislang nur hypothetisch.