Mars Forschung entdeckt gewaltige Wasserhöhlen als mögliche Lebensarchive

In Hebrus Valles zwischen dem erloschenen Vulkan Elysium Mons und der Tiefebene Utopia Planitia haben laut space.com Wissenschaftler acht runde Vertiefungen identifiziert, die direkt in unterirdische Hohlräume führen. Diese Öffnungen nennt man Skylights, also natürliche Schächte, die durch einen teilweise eingestürzten Höhlendeckel entstehen. Anders als Einschlagkrater besitzen sie keine erhöhten Ränder und keine ausgeworfenen Trümmer.

Die Analyse zeigt, dass es sich nicht um Lavahöhlen handelt, wie man sie aus Vulkangebieten des Mars bereits kennt. Stattdessen sprechen die Daten für sogenannte karstische Höhlen. Karst bedeutet, dass leicht lösliche Gesteine wie Kalk oder Sulfat durch leicht säurehaltiges Wasser langsam aufgelöst und ausgehöhlt werden.

Alte Seen hinterließen lösliche Gesteine

Die Region Hebrus Valles ist reich an Karbonatgestein wie Kalkstein und an Sulfatgestein wie Gips. Diese Schichten bildeten sich vor mehr als 3,5 Milliarden Jahren, als dort Seen oder flache Meere standen. Damals war der Mars wärmer und nasser, Wasser floss über längere Zeit an der Oberfläche und lagerte Sedimente ab.

Als der Planet abkühlte, verschwand flüssiges Wasser von der Oberfläche. Ein Teil fror im Untergrund zu Eis oder zu salzigen Eislösungen, den sogenannten Brinen. Messungen eines Gammastrahlen Spektrometers, das den Gehalt an Wasserstoff und damit indirekt an Wasser misst, deuten darauf hin, dass in Hebrus Valles bis heute gefrorenes Wasser im Boden steckt.

Später könnten lokale Wärmeereignisse unter der Oberfläche entstanden sein, etwa durch vulkanische Aktivität in einiger Entfernung, durch Einschläge oder durch langsame Änderungen der Planetenbahn. Dabei schmolz Eis, Wasser sickerte in Risse und Hohlräume und löste das umgebende Gestein. Aus schmalen Spalten wurden nach und nach große Höhlen, bis schließlich Teile der Decke einbrachen und die sichtbaren Schächte bildeten.

Ideale Verstecke für Biosignaturen

Karstische Höhlen gelten als besonders gute Orte, um nach Biosignaturen zu suchen. Darunter versteht man Spuren, die auf vergangenes Leben hinweisen könnten, zum Beispiel bestimmte chemische Muster oder typische Ablagerungen von Mikroorganismen. Im Inneren einer Höhle herrscht ein deutlich stabileres Klima als an der rauen Marsoberfläche.

Wenn es in der Frühzeit des Planeten einfache Mikroben gab, hätten sie sich in diesen geschützten Nischen ansiedeln können. Dort wären sie vor starken Temperaturschwankungen, Staubstürmen und harter Strahlung aus dem All besser abgeschirmt gewesen. Diese Strahlung nennt man kosmische Strahlung, sie besteht aus sehr energiereichen Teilchen, die biologische Moleküle mit der Zeit zerstören.

Auch für zukünftige bemannte Missionen könnten solche Höhlen eine Schlüsselrolle spielen. Dicke Gesteinsschichten über den Hohlräumen würden Astronautinnen und Astronauten vor Strahlung und Staub schützen. Unter der Oberfläche könnten Wohnmodule stehen, während an der Oberfläche nur Zugänge und technische Anlagen sichtbar wären.

Wie man in die Mars Höhlen hinabsteigt

Die entdeckten Öffnungen in Hebrus Valles sind mehrere Dutzend bis über hundert Meter breit. Im Inneren könnten die Hohlräume noch deutlich größer sein und sich viele Meter in die Tiefe erstrecken. Erste Auswertungen der hochauflösenden Kameradaten zeigen, dass nicht alle Schächte senkrecht abfallen. Einige weisen Stufen aus Geröll auf, über die man theoretisch in Etappen hinabsteigen könnte.

Für die Erkundung stellen die Höhlen Ingenieurteams allerdings vor große Herausforderungen. Funksignale von Robotern im Inneren würden nur schlecht nach außen gelangen, weil das Gestein sie stark abschirmt. Eine mögliche Lösung wäre eine Kette von Fahrzeugen, die als Relais dienen: oben klassische Rover, darunter kletterfähige Roboter oder kleine Fluggeräte, die im dünnen Marslufthauch in den Schacht hinein und wieder hinaus fliegen können.

Die Studie legt nahe, dass Hebrus Valles wahrscheinlich kein Einzelfall ist. Überall dort, wo alte wasserreiche Sedimente, stabile Untergründe und Eisvorkommen zusammenkommen, könnten sich ähnliche Systeme aus Wasserhöhlen gebildet haben. Forschende erwarten daher, auf dem Mars weitere geeignete Gebiete zu finden, in denen sich Höhlen als Archive der Klimageschichte und möglicher früherer Biosignaturen erhalten haben.