Das vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt betriebene Kamerasystem HRSC (High Resolution Stereo Camera) an Bord der ESA-Sonde Mars Express nahm im Juni 2011 das Vulkangebiet Tharsis auf dem Mars ins Visier. Die Aufnahmen zeigen linear verlaufende Ketten von bis zu 1500 Meter tiefen Trichtern, deren Entstehung nicht vollständig verstanden ist. Möglicherweise beherbergen sie sogar Spuren von mikrobiellem Leben auf dem Mars.

Trichterketten auf dem Mars (Computergrafik)
© ESA / DLR / FU Berlin, Gerhard Neukum
(Ausschnitt)
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Das Vulkangebiet Tharsis ist fast so groß wie Europa und Zeuge einer Aufwölbung der Marsoberfläche durch starke vulkanische Aktivität. Daher findet sich in dieser Region des Roten Planeten eine große Zahl von Vulkanen, darunter drei besonders große, die unter dem Namen "Tharsis Montes" bekannt sind. Nördlich dieser Großvulkane liegt "Alba Mons", nach Volumen und Höhe einer der größten Vulkane des Sonnensystems. Das von HRSC abgebildete Gebiet befindet sich südöstlich von Alba Mons; die Wissenschaftler tauften die Trichterketten auf den Namen "Tractus Catena", also "gedehnte Kraterkette".

Die Forscher wissen nicht genau, wie diese Trichterketten auf dem Mars entstanden. Drei wahrscheinliche Erklärungen sind denkbar, alle spielten sich in der Vergangenheit des Mars vor Millionen von Jahren ab: Lavaflüsse, eine Dehnung der Marskruste oder unter dem Boden fließendes Grundwasser.

In Anbetracht der Lage in einem einstmals vulkanisch aktiven Gebiet erscheint die Entstehung durch Lavaflüsse am plausibelsten: Fließende Lava erstarrte an ihrer Oberseite zu einem festen Panzer, so dass sich ein Tunnel bildete. Als der Nachschub flüssigen Gesteins nachließ, blieb ein Hohlraum zurück. Mit der Zeit brach das Dach dieses Tunnels an einigen Stellen ein und darüber liegender Gesteinsschutt und Staub rutschten hinab und führten zur Entstehung der kreisförmigen Absenkungen. Dieser Prozess ist auf der Erde von der Vulkaninsel Hawaii bekannt.

Die zweite denkbare Erklärung beruht auf mechanischen Vorgängen und ist unabhängig vom Lavafluss. Markante Stufen im beobachteten Marsgebiet zeigen, dass dort die Oberfläche gedehnt wurde und dadurch absackte. In diesen so genannten Dehnungsbrüchen entstehen Senken, durch die das Oberflächenmaterial absinken kann. So entstehen ebenfalls Ketten von Gruben entlang einer gerade Linie.

Trichterketten auf dem Mars
© ESA / DLR / FU Berlin, Gerhard Neukum
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Schließlich könnte auch einst im Untergrund vorhandenes flüssiges Grundwasser die Ursache sein. In Prozessen, die ähnlich auch von unserem Heimatplaneten bekannt sind, löst das Wasser in Kavernen das umgebende Gestein und führt so zur Bildung gewaltiger Hohlräume. Reichen diese weit an die Oberfläche heran, so wird die überliegende Decke schließlich so dünn, dass der Hohlraum zusammenbricht und erneut einen trichterförmigen Einsturz der Marsoberfläche hinterlässt. Eine Reihe von verbundenen unterirdischen Hohlräumen könnte die von Mars Express abgelichtete Kraterkette erklären. Auf der Erde ist ein vergleichbarer Effekt aus Karstlandschaften, beispielsweise aus der Schwäbischen Alb, bekannt.

Der letzte der drei Erklärungsansätze ist besonders spannend, weil in diesem Fall Spuren mikrobiellen Lebens in den Einsturztrichtern verborgen sein könnten. In den unterirdischen Höhlen gab es bevorzugte Bedingungen für das Entstehen einfacher Lebensformen in der Vergangenheit des Roten Planeten. Die Oberfläche ist wegen der dünnen Marsatmosphäre und wegen des schwachen Magnetfelds kaum vor der UV-Strahlung und Teilchenstürmen der Sonne geschützt. Dagegen böte die zusätzlich durch die Felsschicht abgeschirmte Höhle einen Schutzhafen für die Entstehung einfacher mikrobieller Lebensformen auf dem Mars.