Rätsel des roten Marsstaubs gelöst

Über die Frage, warum der Mars rot ist, werde seit mindestens Hunderten von Jahren nachgedacht, sagte Adomas Valantinas, Erstautor der neuen Studie. Valantinas führte die Studie als Doktorand an der Universität Bern durch.

Dank der Flotte von Raumsonden, die den Roten Planeten in den vergangenen Jahrzehnten untersucht haben, war bereits bekannt, dass die rote Farbe des Mars auf oxidiertes Eisen im Marsstaub zurückzuführen ist. Oxidiertes Eisen ist nichts anderes als Rost. Solche Eisenoxide gibt es aber in vielen Varianten. Die genaue chemische Zusammensetzung des Rosts auf dem Mars wird in der Wissenschaft intensiv diskutiert, denn seine Entstehung gibt Aufschluss über die damaligen Umweltbedingungen des Planeten.

Frühere Untersuchungen des Eisenoxids im Marsstaub fanden keine Hinweise auf Wasser in diesen Verbindungen. Forschende kamen daher zum Schluss, dass es sich bei dieser speziellen Art von Eisenoxid um Hämatit handeln müsse - ein Mineral, das unter trockenen Oberflächenbedingungen durch Wechselwirkungen mit der Marsatmosphäre über Milliarden von Jahren entstanden sein könnte. In der neuen Studie identifizierte ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Universität Bern nun aber das Eisenmineral Ferrihydrit als Ursache für den roten Marsstaub.

Im Gegensatz zu Hämatit, das sich unter warmen oder trockenen Bedingungen bildet, entsteht Ferrihydrit in der Gegenwart von Wasser. "Das Ergebnis zeigt, dass der Mars rostete, als es auf dem Planeten reichlich flüssiges Wasser gab", erklärte Valantinas. Dies deute darauf hin, dass flüssiges Wasser in der Vergangenheit des Planeten weiter verbreitet gewesen sein könnte als bisher angenommen. "Das ist eine wesentliche Voraussetzung für Leben", so Valantinas weiter.

Marsstaub aus dem Labor

Um herauszufinden, warum der Mars rot ist, haben die Forschenden Marsstaub im Labor hergestellt. Denn bisher wurde noch kein Marsstaub zur Erde gebracht. Die Forschenden erzeugten eine Mischung aus verschiedenen Eisenoxiden und Basalt, einem vulkanischen Gestein, das auf dem Mars häufig vorkommt. "Die größte Herausforderung bestand dabei darin, die richtige Partikelgröße zu erreichen", sagte Valantinas. Sie mussten das Material so fein zu zermahlen, dass es das Licht auf die gleiche Weise reflektiert und streut wie der Marsstaub, den Raumsonden messen. Dafür mussten die Partikel kleiner als ein tausendstel Millimeter werden.

Diesen nachgebildeten Staub analysierten sie dann mit den gleichen Methoden, die auch Raumsonden verwenden, um Lichtreflexionen und die chemische Zusammensetzung zu messen. So konnten sie zeigen, dass Ferrihydrit wesentlich besser zu den Daten passt als andere Eisenoxide wie Hämatit, Goethit oder Akaganit.

Für eine definitive Bestätigung dieser Resultate wartet der Forscher nun darauf, dass Proben von echtem Marsstaub zur Erde gebracht werden. Eine solche Mission mit dem Namen "Mars Sample Return" ist bei der US-Raumfahrtbehörde NASA und der Europäischen Weltraumagentur ESA in Planung. Sie plant, Proben in den 2030er-Jahren zur Erde zurückzubringen.