• Es gibt einen Zusammenhang zwischen der Größe eines Planeten und der Fähigkeit, Wasser auf der Oberfläche zu halten.

• Untersucht wurde das anhand von flüchtigen Kalium-Isotopen aus Mars-Meteoriten.  

• Die Erkenntnis könnte Einfluss auf die Suche nach bewohnbaren Exoplaneten haben.

Der Mars und das Wasser – über dieses Thema gibt es zahlreiche Veröffentlichungen und Studien. Schon die ersten Bilder der Mars-Kanäle begeisterten die Menschen, waren Ausgangspunkt für Science-Fiction und die Idee von Marsmenschen. Nicht zuletzt die Bilder der Satelliten im Orbit oder der Marsrover auf der Oberfläche zeigen uns immer wieder, dass es Flüsse, Meere und Seen gegeben hat. Warum sind sie fort? Die aktuelle Studie eines Teams der Washington University in St. Louis um die deutsche Astronomin Dr. Katharina Lodders und den amerikanischen Geochemiker Dr. Kun Wang sagt: Nicht nur die Nähe zu seinem Stern – beim Mars also der Sonne – entscheidet darüber, ob ein Planet Wasser besitzt. Auch seine Größe spielt eine Rolle. Und der Mars ist einfach zu klein.

Hauptergebnis der Untersuchung ist die Tatsache, dass es wahrscheinlich einen Schwellenwert für die Größenanforderungen von Gesteinsplaneten gibt, um genügend Wasser zu speichern, so Wang, um Bewohnbarkeit und Plattentektonik zu ermöglichen. Diese Masse erreicht der Mars nicht. Er ist zwar seismisch aktiv, wie bereits Messungen der InSight-Mission ergeben haben, besitzt aber laut einer aktuellen Studie nur eine Kontinentalplatte und die oberste Schicht besteht aus einem unerwartet porösen Gestein. Auch Plattentektonik gilt neben Wasser als wichtiger Ausgangspunkt für Leben.

Die Doktorandin Zhen Tian ist die Hauptautorin der Studie. Hier untersucht sie eine Probe im Labor der Washington University St. Louis. Bildrechte: WUSTL/Sean Garcia

Hergeleitet wurden die Ergebnisse durch Messungen flüchtiger Elemente (z.B. Kalium) in Mars-Meteoriten. Das ist Marsgestein, das nach dem Einschlagsereignis bis zur Erde gelangte. Die untersuchten Gesteine sind mehrere hundert Millionen bis vier Milliarden Jahre alt. Durch die Messung der Kalium-Isotope (Atome, die dieselbe Anzahl Protonen und Elektronen besitzen, jedoch eine unterschiedliche Anzahl an Neutronen) fanden die Forschenden heraus, dass es im Vergleich zur Erde weniger flüchtige, dafür mehr schwere Isotope gibt. Die Schlussfolgerung: Der Mars hat diese flüchtigen Bestandteile bereits sehr früh verloren. Wasser ist noch flüchtiger als die leichten Kalium-Isotope. Nach der Logik der Untersuchung bedeutet das, dass der Mars, anders als Erde oder Venus, auch sein Wasser nicht halten konnte.

"Das ist eine neue Entdeckung", so Katharina Lodders, "mit wichtigen quantitativen Auswirkungen darauf, wann und wie die verschiedenen Planeten ihre flüchtigen Stoffe aufgenommen und verloren haben."

"Diese Ergebnisse werden Astronomen bei ihrer Suche nach bewohnbaren Exoplaneten in anderen Sonnensystemen leiten", sagt Klaus Mezger vom Center for Space and Habitability der Universität Bern, Schweiz, ein Mitautor der Studie. "Die Größe eines Exoplaneten ist einer der am einfachsten zu bestimmenden Parameter", ergänzt sein Kollege Wang. "Anhand von Größe und Masse wissen wir jetzt, ob ein Exoplanet ein Kandidat für Leben ist."

gp