Der verlockende Grubenkrater auf dem Arsia Mons, aufgenommen mit dem High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) auf dem Mars Reconnaissance Orbiter (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/UArizona)
Eine geheimnisvolle Grube an der Flanke eines alten Vulkans auf dem Mars hat in letzter Zeit für Aufregung gesorgt, weil sie Aufschluss über die Oberfläche des Roten Planeten geben könnte. Hier ist, was das bedeutet.
Zunächst einmal wurde die Grube, die nur wenige Meter breit ist, am 15. August 2022 von der NASA-Raumsonde Mars Reconnaissance Orbiter aufgenommen, die sich zu diesem Zeitpunkt etwa 159 Meilen (256 Kilometer) über der Marsoberfläche befand. Auch dieses Loch im Boden ist nicht allein. Es ist eines von vielen, die an den Flanken eines Trios großer Vulkane in der Tharsis-Region des Mars zu sehen sind. Diese spezielle Grube befindet sich in einem Lavastrom auf dem erloschenen Vulkan Arsia Mons und scheint ein vertikaler Schacht zu sein. Das wirft eine Frage auf: Handelt es sich nur um eine schmale Grube, oder führt sie zu einer viel größeren und bemerkenswerten Höhle? Oder könnte es sich um eine wirklich tiefe Lavaröhre handeln, die vor langer Zeit, als der Vulkan noch aktiv war, unterirdisch entstand?
Es gibt mehrere Gründe, warum Gruben und Höhlen auf dem Mars von Interesse sind. Zum einen könnten sie Astronauten in Zukunft Schutz bieten. Da der Mars eine dünne Atmosphäre und kein globales Magnetfeld hat, kann er die Strahlung aus dem Weltraum nicht so gut abwehren wie die Erde. Daher ist die Strahlenbelastung auf der Marsoberfläche im Durchschnitt 40 bis 50 Mal höher als auf der Erde.
Der andere verlockende Aspekt dieser Gruben ist, dass sie nicht nur menschlichen Astronauten Schutz bieten, sondern auch von astrobiologischem Interesse sein könnten, da sie in der Vergangenheit geschützte Behausungen für marsianisches Leben gewesen sein könnten – vielleicht sogar heute noch, wenn mikrobielles Leben dort tatsächlich existiert.
Das Vorhandensein dieser so genannten Löcher an den Flanken von Vulkanen ist ein wichtiger Hinweis darauf, dass sie wahrscheinlich mit vulkanischer Aktivität auf dem Mars zusammenhängen. Lavakanäle können unterirdisch von einem Vulkan wegfließen; wenn der Vulkan erloschen ist, leert sich der Kanal. Zurück bleibt eine lange, unterirdische Röhre. Solche Röhren gibt es nicht nur auf dem Mars, sondern auch auf dem Mond und auf der Erde.
Ein weiterer Grubenkrater auf dem Arsia Mons, wiederum aufgenommen mit dem HiRISE-Instrument auf dem Mars Reconnaissance Orbiter. (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/UArizona)
Manchmal, wenn die Kruste dünn genug ist, bricht die Decke dieser Röhren zusammen. Wenn der Einsturz über die gesamte Länge der Röhre erfolgt, bildet sich eine sogenannte Rille, ein langer Graben, der häufig auf dem Mond und manchmal auch in anderen Gebieten des Mars zu finden ist. Wenn die Decke der Röhre jedoch nur in kleinen Bereichen einbricht, entstehen Gruben, wie sie auf Arsia Mons zu sehen sind. Planetenforscher haben auch Grubenketten an den Flanken von Marsvulkanen beobachtet, bei denen es sich um lineare Abschnitte mit mehreren Gruben handelt, die scheinbar der Länge einer Lavaröhre folgen.
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Grubenketten in einer Region des Mars namens Tractus Catena, die sich an der südwestlichen Flanke des Alba Mons, eines alten Vulkans, befindet. Dieses Bild wurde von der Mission Mars Express der Europäischen Weltraumorganisation aufgenommen. (Bildnachweis: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum))
Wie tief diese Gruben sind, ist jedoch ein Rätsel, und es bleibt ungewiss, ob die Gruben in eine große Höhle münden oder ob sie auf eine kleine, zylindrische Vertiefung beschränkt sind. Einige Marsgruben wurden aufgenommen, wenn die Sonne hoch genug am Himmel stand, um das zu beleuchten, was die Seiten der Grubenwand zu sein scheint, was darauf schließen lässt, dass es sich um Schächte handelt, die direkt in die Flanke des Vulkans hinabführen. Dies deutet darauf hin, dass diese Schächte wahrscheinlich nicht in größere Höhlen oder Röhren münden. Wenn dies der Fall ist, würden sie den Kratern auf den Vulkanbergen von Hawaii ähneln, die sich ebenfalls nicht zu etwas Größerem öffnen und durch den Einsturz von Material in der Tiefe entstanden sind, wodurch das darüber liegende Material abgesenkt wurde.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Gruben auf dem Mond mit Geröll übersäte Böden haben, die zu einem größeren unterirdischen Volumen führen könnten.
Ein Grubenkrater auf dem Mond, aufgenommen vom Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA. Auf dem Boden des Kraters sind Felsbrocken zu sehen, und man hat den Eindruck, dass er sich in einen größeren Abgrund öffnet. (Bildnachweis: NASA/Goddard/Arizona State University)
Gruben können auch durch tektonische Spannungen entstehen, die die Oberfläche einer Welt zerbrechen, und diese können weniger wahrscheinlich zu einer größeren Höhle führen. Und schließlich gibt es noch eine andere – möglicherweise weniger wahrscheinliche – Erklärung: Diese Gruben öffnen sich dort, wo einst vor Milliarden von Jahren unterirdische Flüsse flossen.
Ein ähnliches Phänomen können wir auf der Erde beobachten, und zwar in Form eines geologischen Merkmals, das Karst genannt wird und entsteht, wenn sich Kalksteingestein auflöst und aufweicht, wodurch Gruben und Dolinen entstehen, die sich zu Grundwassergebieten öffnen. Wenn dies auf dem Mars der Fall ist, dann könnten diese Organismen, falls es auf dem Roten Planeten jemals Leben gegeben hat, in Karstgebieten Zuflucht gefunden haben. Das Wasser, das an der Flanke eines aktiven Vulkans hinunterfließt, wäre nämlich warm gewesen und hätte die perfekte geschützte Umgebung für das Leben geboten, um zu gedeihen und sicher zu bleiben.
Noch ist das alles nur Spekulation. Konkrete Antworten werden wir erst erhalten, wenn zukünftige Missionen einige dieser Gruben tatsächlich erkunden. Ein Rover, der an den Rand einer Grube heranfährt, könnte zwar nicht hinabsteigen, aber eine luftgestützte Mission nach dem Vorbild des NASA-Hubschraubers Ingenuity, der drei Jahre lang auf dem Mars operierte, bevor er im Januar 2024 nach der Beschädigung eines seiner Rotorblätter am Boden blieb, wäre in der Lage, über einer Grube zu schweben und in sie hinabzusteigen, um zu sehen, was sich dort unten befindet.
Wenn sich diese Gruben zu Höhlen öffnen, könnten sie ein bevorzugter Landeplatz für zukünftige bemannte Marsmissionen werden, bei denen die Astronauten ein geschütztes Basislager fernab der unerbittlichen Strahlung errichten müssen.
