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Besiedlung des Mars: Der Traum vom Terraforming

Seit Jahrzehnten träumen Raumfahrtfans davon, den Mars in eine zweite Erde zu verwandeln. Eine neue Studie macht diese Vision nun leider gründlich zunichte.
Mars mit neuer Atmosphäre?

Auf dem Papier wirkt die Idee ziemlich cool: Mit ausgewählten Technologien und großer Beharrlichkeit verändert die Menschheit einfach das Klima auf dem Mars. Zunächst schmilzt sie die Polkappen und setzt so das darin gebundene Kohlendioxid frei. Dadurch erhält der Rote Planet eine dichte Atmosphäre, die vom Treibhauseffekt weiter aufgeheizt wird.

Irgendwann sind Temperatur und Luftdruck dann hoch genug, dass auf dem Mars wieder Wasser fließen kann. Schließlich muss man nur noch Moose und Pflanzen aussetzen, die CO2 ein- und Sauerstoff ausatmen. Fertig ist die grüne Oase – die perfekte Zuflucht, wenn es auf der Erde einmal ungemütlich wird.

Realistisch oder nicht?

Das ist nicht ganz einfach, aber schon irgendwie realistisch, oder? Das würden wohl viele Menschen sagen, die schon einmal von dem Konzept des »Terraformings« gehört haben – insbesondere wenn sie mitbekommen haben, welchen Stellenwert die Idee in der heutigen Populärkultur hat. Wissenschaftlich hatte das Konzept allerdings schon immer einen schweren Stand. Und nun stellt eine neue Studie sie grundsätzlich in Frage. Aber der Reihe nach.

Groß gemacht hat das Terraforming bereits der Raumfahrtvisionär Carl Sagan. 1971 schwärmte er davon, man könne die Marspole schmelzen und mit dem dabei freiwerdenden Gas dem Wüstenplaneten seine verloren gegangene Atmosphäre zurückgeben. In den 1990er Jahren schrieb der amerikanische Autor Kim Stanley Robinson dann eine Romantrilogie über die Idee, die großen Zuspruch bei Sciencefiction-Fans fand.

Heute ist das Terraforming en vogue wie lange nicht mehr: Ein Schwede hat ein populäres Brettspiel auf Basis der Idee entwickelt (»Terraforming Mars«), das einen Brettspiel-Preis nach dem anderen einheimst. Und dann ist da noch SpaceX-Chef Elon Musk, der das Terraforming immer wieder in Vorträgen oder Interviews erwähnt. Er plädiert dafür, dass die Menschheit sobald wie möglich den Mars besiedelt. Und wenn man schon da lebt, soll der Planet auch bitte schön zu einer zweiten Erde werden.

Mars-Südpol
Eispanzer | Die ESA-Sonde Mars Express hat die südliche Polarkappe des Mars unter anderem im Jahr 2015 fotografiert. Im Winter ist sie deutlich größer. Unter dem Eis vermuten italienische Forscher einen 20 Kilometer großen See.

Die Methoden, die dafür nötig wären, sind allerdings rabiat: Musk hat vor einigen Jahren sogar angeregt, die Polkappen des Roten Planeten mit Atombomben zum Schmelzen zu bringen. Kaum zaghafter sind die Vorschläge, 200 Kilometer große Spiegel im Weltall zu platzieren oder Kometen einzufangen und auf die Marsoberfläche stürzen zu lassen.

Aber ohne solche kaum vorstellbaren Eingriffe – die Spiegel würden rund 200 000 Tonnen wiegen und man bräuchte hunderttausende einen Kilometer große Kometen – lässt sich das Terraforming praktisch nicht in Gang setzen. So schien es zumindest vor 30 Jahren. Dann entwickelte ein Team um Christopher P. McKay vom NASA Ames Research Center eine bodenständigere Lösung für das Ankurbeln des Mars-Treibhauseffekts: Fabriken, die gewaltige Mengen FCKW-Gase ausstoßen.

Binnen 50 Jahren könnten die potenten Treibhausgase einen sich selbst verstärkenden Feedback-Mechanismus in Gang setzen, argumentierte McKay: Durch die steigenden Temperaturen würde immer mehr CO2 aus den Polkappen und gefrorenem Gestein freigesetzt, was wiederum den Treibhauseffekt verstärken würde.

1000 Jahre im Druckanzug

Irgendwann wären dann große Teile des Gases aus dem Boden gelöst, und der Mars hätte wieder eine Atmosphäre. Im Verlauf von 500 bis 1000 Jahren könnten Siedler dann sukzessive immer komplexere Pflanzen aussetzen. Von diesem Zeitpunkt an wäre es Menschen vermutlich möglich, ohne Druckanzüge über den Mars zu hüpfen. Ihre Atemgeräte könnten sie wohl aber erst nach rund 170 000 Jahren absetzen – erst dann hätte die Marsflora genügend Sauerstoff produziert.

All das ist aber nur möglich, wenn es genug gefrorenes Kohlendioxid auf dem Mars gibt, das nötig ist, damit der Atmosphärendruck überhaupt merklich zunimmt. Nur dann kann irgendwann Wasser fließen, das ohne eine Atmosphäre sofort verdampft. McKay und andere schätzten die Menge des im Boden schlummernden CO2 immerhin so hoch ein, dass sich damit 30 bis 60 Prozent des irdischen Atmosphärendrucks herstellen ließen.

Das wirkte auf manchen Experten bereits damals optimistisch. Nun aber erhärtet eine im Fachmagazin »Nature Astronomy« erschienene Studie die Zweifel: Bruce M. Jakosky von der University of Colorado hat zusammen mit einem Kollegen zahlreiche Messdaten der letzten Jahrzehnte auf die Frage hin ausgewertet, wie viel gefrorenes Kohlendioxid es auf dem Mars gibt und wie viel davon sich ausgasen ließe.

Viel zu wenig CO2

Das Ergebnis der detaillierten Analyse: Das Treibhausgas müsste es im Wesentlichen an drei Orten geben – an den Polkappen, im Regolithgestein und in kohlenstoffhaltigen Mineralien. Zwar würden die in diesen Reservoirs gespeicherten Mengen im besten Fall einen Atmosphärendruck ergeben, der mit der Erde vergleichbar wäre. Aber allenfalls ein kleiner Teil des CO2 ließe sich überhaupt freisetzen, argumentieren die Wissenschaftler, schließlich stecke der Löwenanteil viele Kilometer unter der Oberfläche, sofern es ihn überhaupt gibt.

Auch würde sich der Regolith wohl erst nach 10 000 Jahren auf die nötige Temperatur bringen lassen, da das Gestein ein extrem schlechter Wärmeleiter ist. Hinzu kommt noch, dass die Marsatmosphäre laufend Moleküle ins Weltall verliert. Insgesamt ließen sich mit heutigen Technologien daher wohl nur zwei Prozent des irdischen Atmosphärendrucks herstellen, rechnen die Autoren vor – viel zu wenig, um einen Klimawandel auf dem Roten Planeten in Gang zu setzen.

Zwar ist hier eine Hightech-Lösung denkbar: Auf der sonnenabgewandten Seite des Mars könnten Magnetfelder vom Sonnenwind angeschubste Teilchen auffangen, wodurch sich auf lange Sicht eine nennenswerte Atmosphäre aufbauen ließe. Das würde allerdings mehrere Millionen Jahre dauern. Ob die Menschheit wohl die Geduld und Ressourcen aufbringen würde, so lange zu warten? Sonst sieht es ganz so aus, als müsste sie mit dem Planeten auskommen, den sie bereits besiedelt hat.

31/2018

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 31/2018

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