Bislang hatte man angenommen, Planeten würden bei ihrer Entstehung flüchtige Stoffe aus dem Nebel eines jungen Sterns ziehen. Zu ihnen gehören Elemente wie Wasser-, Kohlen-, Sauer- und Stickstoff sowie unterschiedliche Edelgase. Doch gibt der Planet Mars Hinweise darauf, dass es tatsächlich etwas anders ablaufen könnte.

Planet Mars: Studie erneuert Fragen seiner Entstehung

In dieser frühen Phase seiner Entstehung war der rote Planet nichts weiter als ein Ball aus geschmolzenem Gestein. Die Elemente lösten sich damals vermutlich im globalen Magmaozean auf und entgasten anschließend wieder in die Atmosphäre. Die Forscherin Sandrine Péron vertritt die Ansicht, dass flüchtigere Stoffe erst später mittels chondritischer Meteoriten auf den Mars gelangten.

Péron ist Postdoktorandin in der Abteilung für Erd- und Planetenwissenschaften der University of California (UC) in Davis. Gemeinsam mit ihrem Kollegen, Professor Sujoy Mukhopadhyay, veröffentlichte sie ihre entsprechenden Forschungsergebnisse im Fachjournal Science.

Das Duo geht davon aus, dass die flüchtigen Elemente im Inneren des Planeten Mars die Zusammensetzung des solaren Nebels oder eine Mischung aus solaren und meteoritischen Stoffen widerspiegeln. Die Elemente in der Atmosphäre wiederum würden hauptsächlich von Meteoriten stammen. „Wir können die Geschichte der flüchtigen Verbindungen in den ersten paar Millionen Jahren des Sonnensystems rekonstruieren“, erklärt Péron.

Neue Methode erleichtert Messungen

Im Rahmen ihrer Forschungsarbeit untersuchten Péron und Muhopadyay einen Meteoriten, der bereits im Jahr 1815 im Nordosten Frankreichs auf die Erde fiel. Er ist für die Wissenschaft besonders interessant. Denn man nimmt an, dass er nicht, wie die meisten Meteoriten, von der Oberfläche des Mars stammt, sondern aus dessen Inneren.

„Wegen ihrer geringen Häufigkeit sind Krypton-Isotope schwer zu messen“, so Péron. Sie seien aber wichtig, um den Ursprung des Edelgases festzustellen – also solar oder meteoritisch. Eine neue, am UC Davis Noble Gas Laboratory entwickelte Methode soll die Messungen erleichtern.

Überraschenderweise entdeckte das Team, dass die Krypton-Isotope in dem Meteoriten denen entsprechen, die aus Meteoriten und nicht aus dem Sonnennebel stammen. „Die Zusammensetzung des Marsinneren für Krypton ist fast rein chondritisch, aber die Atmosphäre ist solar“, sagte Péron. „Sie ist sehr unterschiedlich.“

Wachstum war bereits abgeschlossen

„Die Ergebnisse zeigen, dass die Marsatmosphäre keine meteoritischen Isotope enthält, was bedeutet, dass sie nicht allein durch Ausgasung aus dem Erdmantel entstanden sein kann“, ergänzt die UC Davis in ihrer Pressemitteilung. Der Planet Mars müsse also „nach der Abkühlung des Magmaozeans eine Atmosphäre aus dem Sonnennebel erhalten haben“.

Das wiederum würde bedeuten, dass das Wachstum des Planeten bereits abgeschlossen war, bevor die Strahlung der Sonne deren Nebel auflöste. In diesem Zeitraum wäre auch die Nebelatmosphäre des Mars verschwunden. Das Krypton muss daher unterirdisch oder in den polaren Eiskappen Schutz gefunden haben.

Quellen: „Krypton in the Chassigny meteorite shows Mars accreted chondritic volatiles before nebular gases“ (Science, 2022); University of California

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