Ein Mosaik der Syrtis-Major-Region des Mars, zusammengestellt aus Daten des Viking Orbiters. (Bildnachweis: NASA Space Science Data Coordinated Archive)
Neue, überzeugende Hinweise auf die Möglichkeit von flüssigem Wasser tief unter der Marsoberfläche sind durch eine aktuelle Analyse seismischer Daten des NASA-Landers InSight ans Licht gekommen.
Im Jahr 2024 schlugen Forscher vor, dass die tiefe Untergrundschicht des Roten Planeten, insbesondere in einer Tiefe zwischen 11,5 und 20 Kilometern, von flüssigem Wasser durchtränkt ist. Diese Schlussfolgerung basiert auf den Geschwindigkeiten seismischer Wellen, die während Marsbeben gemessen wurden.
Nun haben die Forscher Ikuo Katayama von der Universität Hiroshima und Yuya Akamatsu vom Forschungsinstitut für Marine Geodynamik in Japan weitere Hinweise für die These gefunden, dass sich tief im Inneren des Mars flüssiges Wasser befindet. „Viele Studien deuten darauf hin, dass es vor Milliarden von Jahren Wasser auf dem alten Mars gab“, erklärte Katayama in einer Stellungnahme. „Unser Modell zeigt jedoch, dass es auch heute noch flüssiges Wasser auf dem Mars gibt.“
Wie bereits die vorherige Forschung basiert auch diese neue Studie auf seismischen Daten, die vom SEIS-Instrument (Seismic Experiment for Interior Structure) gesammelt wurden. Dieses Instrument war Teil der InSight-Mission, die zwischen 2018 und 2022 auf der Oberfläche des Roten Planeten aktiv war.
SEIS war das erste Seismometer, das jemals auf dem Mars eingesetzt wurde. Es war empfindlich für drei verschiedene Arten von seismischen Wellen, die von Marsbeben ausgehen: P-Wellen, die sich ähnlich wie Schallwellen vor- und zurückbewegen; S-Wellen, die sich senkrecht zur Ausbreitungsrichtung auf und ab bewegen; und Oberflächenwellen, die sich ähnlich wie Wellen in einem Teich entlang der Marsoberfläche ausbreiten.
Die neue Forschung konzentrierte sich auf die unterirdischen P-Wellen und S-Wellen. P-Wellen sind die schnelleren seismischen Wellen, während S-Wellen langsamer sind und sich nicht durch Wasser ausbreiten können, da Flüssigkeiten keine Schwingungen senkrecht zur Bewegungsrichtung zulassen. Seismometer, die diese beiden Arten von seismischen Wellen messen, können Aufschluss über die Dichte und Zusammensetzung des unterirdischen Mediums geben – sei es Wasser oder Gestein. Dies basiert darauf, wie stark die Signale sind und wie lange sie benötigen, um das Seismometer zu erreichen.
Ein Mosaik der Syrtis-Major-Region des Mars, zusammengesetzt aus Daten des Viking Orbiters. (Bildnachweis: NASA Space Science Data Coordinated Archive)
Vor diesem Hintergrund konzentrierten sich Katayama und Akamatsu auf zwei Übergangsregionen in den seismischen Daten. Diese zeigen plötzliche Veränderungen in den Eigenschaften des Inneren des Roten Planeten in Tiefen von 6,2 bis 12,4 Meilen (10 bis 20 Kilometern). Diese Bereiche liegen sehr nahe an den Stellen, an denen frühere Studien Hinweise auf flüssiges Wasser gefunden haben sollen.
Zuvor hatten Geophysiker argumentiert, dass diese Übergänge den Unterschied zwischen vulkanischem Material an der Oberfläche und Einschlagstrümmern darstellen, die darunter begraben liegen. Zudem wurde vermutet, dass in einer Tiefe von 12 Meilen (20 Kilometern) ein Wechsel von porösem Gestein (also durchsetzt mit Rissen und Hohlräumen) zu festem Gestein stattfindet.
Katayama und Akamatsu gehen jedoch noch einen Schritt weiter. Ihrer Analyse der von SEIS erfassten P- und S-Wellen zufolge befindet sich Wasser im porösen Gestein, das die Risse und Hohlräume in einer Tiefe von 6 bis 12 Meilen (10 bis 20 Kilometer) füllt.
Ein Mosaik der Syrtis-Major-Region des Mars, zusammengesetzt aus Daten der Viking Orbiter. (Bildnachweis: NASA Space Science Data Coordinated Archive)
Um ihre Hypothese basierend auf den seismischen Daten zu überprüfen, führten die beiden Forscher Tests an Diabas-Gesteinen (eine Art magmatisches Gestein, auch bekannt als Dolerit) aus Rydaholm in Schweden durch. Diese Gesteine gelten als eine der besten terrestrischen Analogien zu Marsgesteinen. Katayama und Akamatsu stellten fest, dass die Diabas-Gesteine unter feuchten Bedingungen ähnliche seismische Signaturen aufwiesen wie die, die SEIS detektierte.
Frühere Studien schätzten, dass es tief unter der Marsoberfläche genug Wasser geben könnte, um die gesamte Oberfläche mit einem globalen Ozean von 0,62 bis 1,24 Meilen (1 bis 2 Kilometer) Tiefe zu bedecken. Katayama erklärte, dass die Existenz so großer Mengen an flüssigem Wasser, falls bestätigt, auf die Möglichkeit „mikrobieller Aktivität“ hindeuten könnte.
Leider gibt es mit der aktuellen Technologie keine Möglichkeit, an dieses Wasser oder mögliches Leben dort unten heranzukommen. Bis dahin werden die Geheimnisse des Mars, ebenso wie sein Wasser, vorerst verborgen bleiben.
Die Forschungsergebnisse von Katayama und Akamatsu wurden in der Fachzeitschrift Geology veröffentlicht.
