Es begann vor vier Jahren. Die amerikanische Raumsonde 'Mars Reconnaissance Orbiter' spürte auf dem Roten Planeten feine dunkle Rinnen an den Hängen von Kratern auf. Teamleiter Alfred McEwen von der Universität in Tucson, Arizona, vermutete, dass sie von flüssigem Wasser stammen. Beweisen konnte er seine Annahme indes nicht.

Nun ist es Forschern um Lujendra Ojha vom Georgia Institute of Technology in Atlanta gelungen, die chemische Zusammensetzung des Rinnenmaterials zu identifizieren. Es handelt sich um Salze, die den Gefrierpunkt von Wasser so weit herabsetzen, dass es auch auf dem Mars flüssig sein kann. Das wäre der erste überzeugende Nachweis des Lebenselixiers auf unserem Nachbarplaneten.

Die dunklen Rinnen sind einen halben bis fünf Meter breit und zum Teil mehrere hundert Meter lang. An manchen Stellen treten mehr als tausend von ihnen in einem Gebiet auf. Auffällig ist, dass sie sich ausschließlich an steilen, zur Sonne ausgerichteten Hängen mit einem Gefälle zwischen 25 und 40 Grad bilden. Und sie verändern sich: Sie entstehen im späten Frühling, wobei sie um bis zu 20 Meter pro Tag länger und dunkler werden.

Zu Beginn des Herbstes hellen sie sich wieder auf und verschwinden teilweise vollständig, bis das Spiel im Frühjahr von vorne beginnt. In den beobachteten Gebieten steigt die Temperatur im Mars-Sommer bis auf plus zwanzig Grad Celsius an. „Wir sehen hier ein Phänomen, das sich mit den Jahreszeiten ändert“, sagt Walter Goetz vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen.

Es deutete zwar schon vor vier Jahren Vieles auf das Wirken von flüssigem Wasser hin, aber es wurden auch alternative Ursachen diskutiert. Was fehlte, war der chemische Fingerabdruck des Rinnenmaterials. Das Problem bestand jedoch darin, dass das Spektrometer an Bord des Mars Reconnaissance Orbiter derart kleine Details nicht erkennen kann. Ein Bildpunkt (Pixel) entspricht einem 18 Meter großen Bereich.

Lujendra Ojha und seine Kollegen entwickelten ein Verfahren, mit dem sich unter günstigen Umständen und mit einigen Tricks auch kleinere Details analysieren lassen. Die Forscher wählten zu diesem Zweck speziell jene Bildpixel aus, die mehrere Rinnen überdeckten und verglichen diese mit solchen, die gar keine Rinnen beinhalteten. Ein Vergleich der Spektren offenbarte die Existenz von sogenannten Perchlorat-Salzen.

„Das entspricht genau unseren Vermutungen“, freut sich Goetz. Mit dem Mars-Roboter „Phönix“ hatten Forscher schon 2008 in der Nordpolarregion Perchlorate in unerwartet großen Mengen nachgewiesen. Der Rover 'Curiosity' bestätigte diesen Befund jüngst an anderer Stelle.

„Wir haben anhand der meteorologischen Messdaten von ,Curiosity’ herausgefunden, dass atmosphärisches Wasser von den Perchlorat-Salzen im Boden gebunden werden und in flüssiger Form wenige Zentimeter unter dem Mars-Boden existieren kann“, erläutert der Planetenforscher. Der Grund: Das gelöste Perchlorat-Salz setzt den Gefrierpunkt von Wasser auf bis zu minus 70 Grad Celsius herab, so dass es im Mars-Frühling auftaut und zu fließen beginnt. Im Winter gefriert das Salzwasser – und die Rinnen versiegen.

Allerdings sind die Fließstrukturen mit Sicherheit keine Anzeichen für strömende Wildbäche. Sehr wahrscheinlich befindet sich das Wasser dicht unter der Oberfläche und befeuchtet den darüber liegenden Boden. Dennoch belebt die neue Arbeit die Diskussion über mögliches Leben auf dem Roten Planeten.

„Die Existenz von flüssigem Wasser auf dem Mars hat astrobiologische und geologische Auswirkungen und würde die zukünftige Erforschung des Planeten durch den Menschen beeinflussen“, schreibt Lujendra Ojha im Fachjournal Nature Geoscience.

Relativ unumstritten ist die Ansicht, dass der Mars in der Anfangszeit von einer Atmosphäre umgeben und so warm war, dass es flüssiges Wasser gab. Davon zeugen zum Beispiel gewaltige Canyons, die sich in sehr altes Gestein eingeschnitten haben. Außerdem haben die Mars-Rover chemische Hinweise auf ehemalige Wasservorkommen gefunden.

Heiß umstritten ist aber die Frage, wie lange diese warm-feuchte Ära andauerte. Einige Befunde deuten darauf hin, dass der Planet rund 800 Millionen Jahre nach seiner Entstehung zur Wüste wurde. Große Wassermengen könnten zudem auch nur phasenweise aufgetreten sein.

Goetz zufolge sind nun die entscheidenden Fragen: „Wie viel Wasser gibt es auf dem gesamten Planeten, wie ist es geografisch verteilt, und in welcher Form liegt es vor?“ Das Wasser kann in Form von Eis oder auch in Mineralen gebunden sein. Wie groß der flüssige Anteil heute noch ist, weiß niemand.

Vieles ist also noch weitgehend unklar, dennoch spekulieren einige Forscher darüber, dass zu Urzeiten auf dem Mars Leben entstanden sein und bis heute womöglich in tiefebührkeren Schichten verborgen weiterleben könnte. Wasser im Boden aufzuspüren, stellt hohe Anforderungen an die Raumfahrtechniker.

2018 will die Europäische Raumfahrtagentur Esa ein Fahrzeug namens „Exomars“ zum Roten Planeten schicken. Ausgerüstet mit einem Bohrer kann es Proben aus bis zu zwei Metern Tiefe holen und analysieren. Zwei Jahre später startet ein Nasa-Rover, der ein Radargerät an Bord haben und damit den Untergrund durchleuchten wird.

Für Walter Goetz ist es aber unbedingt nötig, mit einer unbemannten Mission Mars-Proben zur Erde zu holen, denn in den heimischen Labors lässt sich das Material wesentlich detaillierter untersuchen als von den Roboterinstrumenten auf dem Mars. Darauf müssen die Wissenschaftler aber wohl noch mehr als zehn Jahre warten.