Raumsonde Phoenix: Marsboden ist alkalisch und salzhaltig

Kürzlich führte die US-Marssonde Phoenix ihre erste nasschemische Analyse des Marsbodens durch. Die frühen Ergebnisse weisen auf eine ungewöhnliche Chemie des Oberflächenmaterials hin und belegen die Einwirkung von Wasser.
Raumsonde Phoenix: Der Marsboden im Detail
© NASA, JPL / Caltech / University of Arizona / TAMU / MPS
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Die Raumsonde Phoenix ist mit sieben Instrumenten zur Erkundung des Mars ausgerüstet. Eines davon ist der "Microscopy, Electrochemistry, and Conductivity Analyzer", kurz MECA, der die stofflichen Eigenschaften des Marsbodens untersuchen soll. Am 25. Juni führte MECA seine erste Analyse durch. Dafür versetzte er eine kleine Menge des Marsbodens mit etwas flüssigem Wasser, das von der Erde mitgebracht wurde. Natürlich handelte es sich dabei um hochreines destilliertes Wasser, da man ja keine irdischen Verschmutzungen messen möchte.

Den sich bildenden Brei aus feinen Partikeln und Wasser untersuchten dann unterschiedliche Sensoren. So zeigte sich, dass der Marsboden recht alkalisch ist, der pH-Wert liegt zwischen 8 und 9, während irdische Böden meist Werte um pH 5 bis 6 aufweisen, also leicht sauer sind. Außerdem enthält der Marsboden viele Salze. Schon jetzt können die Forscher um Michael Hecht am Jet Propulsion Laboratory der NASA die Anwesenheit von Magnesium-, Natrium-, Kalium- und Chloridionen bestätigen, obwohl die Auswertung noch ganz am Anfang steht.

Der Nachweis dieser Ionen belegt die Anwesenheit leicht löslicher Salze wie Natriumchlorid, also Kochsalz, oder Magnesiumchlorid (Bittersalze). Derartige Salze entstehen nur bei Wechselwirkung von flüssigem Wasser mit Gesteinen, wobei das Wasser als aktives Lösungsmittel die Ionen aus den Mineralen auswäscht. Dies ist ein deutlicher Hinweis auf einen hydrologischen Zyklus in der Vergangenheit des Roten Planeten, als er noch eine dichtere und feuchtere Atmosphäre aufwies.

Direkt an der Oberfläche können heutzutage derartige Reaktionen nicht mehr ablaufen, da flüssiges Wasser unter den Druck- und Temperaturbedigungen der dünnen Marsatmosphäre sofort verdampfen würde. Außerdem steigt in diesen hohen nördlichen Breiten die Temperatur nicht über den Gefrierpunkt von Wasser. Allerdings könnte es in größeren Tiefen, dort wo es durch den natürlichen Wärmefluss des Planeten warm genug für flüssiges Wasser ist, Grundwasser geben, das mit den Gesteinen in Wechselwirkung steht. Allerdings wäre sein Nachweis recht schwierig.

Ein weiteres Analysengerät von Phoenix lieferte weitere interessante Ergebnisse: TEGA, der "Thermal and Evolved Gas Analyzer", von dem hier schon öfter die Rede war, hat nun auch die Hochtemperatur-Analyse des Marsbodens bei 1000 Grad Celsius durchgeführt. Dabei wurde offenbar eine ganze Menge an unterschiedlichen Gasen frei, die mit einem hochempfindlichen Massenspektrometer untersucht wurden. Allerdings ist die Auswertung von Massenspektrogrammen ein langwieriger und mühevoller Prozess, so dass die Analyse wohl erst in einigen Wochen verfügbar sein wird.

Allerdings konnte das Forscherteam um William Boynton an der University of Arizona schon mitteilen, dass die beobachteten Gase ebenfalls auf Wechselwirkungen des Marsgesteins mit flüssigem Wasser hinweisen. TEGA untersucht den Marsboden durch das Aufheizen einer kleinen Bodenprobe in drei unterschiedlichen Temperaturstufen. Dazu wird eine Bodenprobe in einen kleinen Ofen eingefüllt und gasdicht verschlossen. Die Aufheizversuche bei 35 Grad Celsius und 175 Grad Celsius setzten allerdings keine Gase frei, wir berichteten.

Derzeit ist Phoenix dabei, mit den Hauptkameras ein hochaufgelöstes 360-Grad-Farbpanorama des Landeplatzes aufzunehmen, etwa 55 Prozent der dafür notwendigen Einzelbilder wurden mittlerweile zur Erde übermittelt. Unterdessen befindet sich Phoenix bereits 30 Marstage auf dem Roten Planeten, ein Drittel der 90-tägigen Primärphase der Mission ist damit schon vorbei.

TA
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