Obwohl zuletzt die Venus als mögliche Heimat von außerirdischem Leben ins Zentrum des Interesses rückte, gilt immer noch der Mars in dieser Hinsicht als größter Hoffnungsträger. Zum einen haben nach allem, was man bisher weiß, auf dem Rote Planet vor mehreren Milliarden Jahren zumindest vorübergehend ganz passable Bedingungen mit höheren Temperaturen, Seen, Flüssen und einer dichteren Atmosphäre geherrscht. Zum anderen mehren sich die Hinweise, dass sich auch heute noch da und dort auf der Marsoberfläche feuchte Refugien finden, die das Gedeihen von Mikroorganismen gewährleisten könnten.

Einen dieser potenziell lebensfreundlichen Orte will vor zwei Jahren ein Team von internationalen Wissenschaftern am Südpols des Mars entdeckt haben: einen großen unter Gletschern verborgenen Salzwassersee. Zunächst stieß der Fund allerdings auf Skepsis, immerhin wäre dies die bisher einzige größere Ansammlung flüssigen Wassers auf dem Nachbarplaneten. Die damaligen Erkenntnisse beruhten auf 29 Satellitenbeobachtungen, die zwischen 2012 und 2015 stattgefunden hatten – für manche Fachkollegen zu wenig, um alle Zweifel auszuräumen.

Komplexes Seensystem

Nun vermeldet die Gruppe im Fachjournal "Nature Astronomy" nicht nur die Bestätigung der vorangegangenen Befunde, die Forscher machten sogar drei weitere subglaziale Seen ausfindig. Die Studie basiert auf einem deutlich breiteren Datensatz des Esa-Satelliten Mars Express mit 134 Beobachtungen aus den Jahren 2012 bis 2019. "Wir haben das gleiche Gewässer identifiziert, aber wir haben auch drei weitere Gewässer in der Nähe des Hauptsees entdeckt", sagt die Planetenwissenschafterin Elena Pettinelli von der Universität Rom, eine der Koautorinnen der Arbeit. "Es ist offenbar ein komplexes System."

Grundlage der neuen Entdeckungen sind Daten des Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding (MARSIS) von Mars Express. Hauptaufgabe dieses Radarinstruments ist die Untersuchung des Marsbodens bis in eine Tiefe von fünf Kilometern. MARSIS schickt dafür Radiowellen aus, die von Materialschichten auf der Oberfläche und darunter reflektiert werden. Die Art und Weise, wie das Signal zurückgeworfen wird, lässt darauf schließen, um welche Art von Material es sich dort unten handelt – beispielsweise Gestein, Eis oder Wasser. Eine ähnliche Methode wird verwendet, um unterirdische Gletscherseen auf der Erde zu identifizieren.

30 Kilometer großes Gewässer

Die Seen liegen mehr als einen Kilometer unter dem Eis und erstrecken sich über rund 75.000 Quadratkilometer, also etwas kleiner als die Fläche Österreichs. Der größte zentrale See hat einen Durchmesser von rund 30 Kilometern, die drei kleineren Seen in seiner Umgebung sind jeweils wenige Kilometer groß. Dass auf dem Marsboden praktisch kein flüssiges Wasser zu finden ist, liegt an der äußerst dünnen Atmosphäre des Planeten. Doch Planetologen haben schon länger vermutet, dass unter der Marsoberfläche Wasser eingeschlossen sein könnte, möglicherweise als Überbleibsel aus jener Ära, als der Mars noch Seen und vielleicht sogar Ozeane besaß.

Die Bestätigung der Existenz von flüssigem Wasser unter der Marsoberfläche ist vor allem für die Astrobiologie von großer Bedeutung: Untersuchungen von subglazialen Seen auf der Erde, etwa in der Antarktis, haben gezeigt, dass auch dort unten, fernab von Licht und Wärme, Lebewesen existieren können. Vielleicht trifft dies auch auf den Mars zu.

Problematisches Salz

Die Menge des vorhandenen Salzes könnte sich jedoch als Problem erweisen. Die Wissenschafter gehen davon aus, dass die unterirdischen Seen auf dem Mars einen hohen Salzgehalt haben müssen, damit das Wasser flüssig bleibt. Obwohl so tief unter der Oberfläche eine geringe Wärmemenge aus dem Inneren des Planeten emporstrahlt, würde dies allein nicht ausreichen, um das Eis zu Wasser zu schmelzen. "Aus thermischer Sicht muss es also recht salzig sein", sagt Pettinelli.

Seen mit einem Salzgehalt, der etwa fünfmal so hoch ist wie der von Meerwasser, wären für Leben geeignet. Nähert sich die Konzentration jedoch dem 20-fachen Salzgehalt von Meerwasser, ist mit Lebewesen kaum mehr zu rechnen, meint John Priscu, Umweltwissenschafter an der Montana State University in Bozeman. "In den Salzwasserpools in der Antarktis ist aktives Leben nur sporadisch vorhanden", sagt Priscu, dessen Gruppe Mikroorganismen in eisigen Umgebungen studiert. "Vielleicht ist das aber auch auf dem Mars der Fall. "

Vielleicht nur Schlamm

Freilich ist die Existenz der Marsseen selbst nicht unumstritten. Obwohl die neuesten Erkenntnisse die Beobachtung von 2018 durch wesentlich mehr Daten stützen, sind nicht alle davon überzeugt, dass es sich bei den identifizierten Regionen tatsächlich um flüssiges Wasser handelt. "Wenn das entdeckte Material wirklich auf Wasser hindeutet, dürfte es meiner Meinung nach eher eine Art Schlamm ein", sagt Mike Sori, Geophysiker an der Purdue University in West Lafayette, Indiana.

Auch Jack Holt von der Universität von Arizona in Tucson ist sich über die Interpretation der Beobachtungen nicht sicher. "Ich glaube nicht, dass es Seen sind", sagt Holt, der im Wissenschaftsteam des Mars Shallow Radar Echolots (SHARAD) auf dem Mars Reconnaissance Orbiter der NASA ist. "Es gibt hier einfach nicht genug Wärmefluss für eine Salzsole, selbst unter der Eiskappe." (tberg, 3.10.2020)