Anders als die größere Erde und der kleinere Merkur besitzt der Mars kein globales Magnetfeld, das Weltraumstrahlung abwehrt und den Wasserverlust über die Atmosphäre verhindert. Doch das war nicht immer so. Einst hatte auch der Mars einen magnetischen Dynamo in seinem Kern, der dem Planeten ein stabiles Magnetfeld bescherte. Es herrschten höhere Temperaturen und die Mars-Oberfläche war voller Wasser. Gewaltige Flüsse gruben tiefe Canyons und die riesigen Krater des Planeten waren gigantische Seen.

Doch dann stellte der Mars-Dynamo seinen Betrieb ein und das stabile Magnetfeld um den Planeten verschwand. Ohne den magnetischen Schutzschirm wurde die Feuchtigkeit in der Mars-Atmosphäre regelrecht aufgefressen. Übrigens ein Prozess des permanenten Wasserstoff-Verlustes, der nach wie vor anhält. Damit entstand die kalte und unwirtliche Mars-Wüste, wie wir sie heute kennen.

Wann allerdings genau die warme und feuchte Periode der Mars-Geschichte endete, die vielleicht sogar Leben ermöglichte, ist unter Forschern umstritten. Die gängigste These ging bislang davon aus, dass das Magnetfeld des Mars schon 500 Millionen Jahre nach der Entstehung des "Roten Planeten" zusammenbrach. Das wäre vor 4,1 Milliarden Jahren gewesen. Doch US-Wissenschaftler haben nun anhand der Untersuchung eines Marsmeteoriten nachgewiesen, dass das Magnetfeld des Mars mindestens bis vor 3,9 Milliarden Jahren existierte. Das wären immerhin 200 Millionen Jahre mehr, in denen sich in wärmerer und feuchterer Umgebung Leben auf dem "Roten Planeten" hätte entwickeln können.

Sarah Steele, Doktorandin der Erd- und Planetenwissenschaften an der Harvard University, und der Harvard-Planetenforscher Roger Fu analysierten für ihre Arbeit den berühmten Marsmeteoriten "Allan Hills 84001". Das 1984 in der Antarktis geborgene zwei Kilogramm schwere kosmische Gestein ist mit einem Alter von 4,1 Milliarden Jahren die einzige bekannte unberührte Probe aus dieser frühen Ära der Mars-Geschichte. "Allan Hills 84001" war vor etwa 13.000 Jahren auf die Erde gestürzt, nachdem er vermutlich vor 15 Millionen Jahren durch den Impact eines Asteroiden von der Mars-Oberfläche weggeschleudert worden war.

Der knapp zwei Kilo schwere Marsmeteorit "Allan Hills 84001". Bildrechte: IMAGO / piemags

Steele und Fu untersuchten drei hauchdünne Scheiben einer 0,6 Gramm schweren "Allan Hills"-Probe mit einem hochmodernen Quanten-Diamantmikroskop. Dabei stießen sie auf drei verschiedene Populationen von Eisensulfid-Mineralen, von denen die beiden älteren stark magnetisiert waren, während die jüngste keine signifikante magnetische Signatur aufwies. Die beiden Harvard-Wissenschaftler gehen davon aus, dass diese Gruppierungen drei bekannte Einschlagsereignisse auf dem Mars widerspiegeln, die von dem Meteoriten aufgezeichnet wurden und die nach radioaktiver Datierung vor etwa 4 Milliarden, 3,9 Milliarden und 1,1 Milliarden Jahren stattfanden. Da die beiden älteren Mineralpopulationen stark magnetisiert sind, muss vor 3,9 Milliarden Jahren noch ein globales Magnetfeld vorhanden gewesen sein, so ihre Schlussfolgerung.

Ein Sonnensturm löst geladene Teilchen aus der Mars-Atmosphäre ab. Bildrechte: IMAGO / piemags

Mit etwa 17 Mikrotesla (etwa ein Drittel der durchschnittlichen Stärke des Erd-Magnetfeldes) scheint das Magnetfeld des Mars nach Erkenntnissen von Steele und FU vor 3,9 Milliarden Jahren auch noch relativ stark gewesen zu sein. Nach Ansicht des Planetenforschers Ben Weiss vom Massachusetts Institute of Technology könnte ein Feld dieser Stärke dazu beigetragen haben, schädliche kosmische Strahlung vom Mars abzulenken und so potenzielle frühe Lebensformen zu schützen. Es könnte auch die Atmosphäre vor dem Sonnenwind abgeschirmt haben, einem Teilchenstrom, der den Verlust von Wasserdampf und anderen Bestandteilen ins All beschleunigen kann.

Ob und wie lange es Leben auf dem "Roten Planeten" gab, können aber nur Untersuchungen vor Ort klären. So sucht unter anderem das Mars Science Laboratory und der NASA-Rover Perseverance nach Spuren für Leben auf dem Mars. Bislang ohne Erfolg - doch zumindest die Hoffnung lebt.

Ihre Ergebnisse haben Steele und Fu kürzlich auf einer Tagung der American Geophysical Union (AGU) vorgestellt.

(dn)