Einst gab es auf der Marsoberfläche reichlich flüssiges Wasser – Ozeane, Seen und Flüsse –, doch es verschwand vor etwa drei Milliarden Jahren. Heute erkunden Rover ausgetrocknete See- und Flussbetten. Während ein Teil des Marswassers als Eis in den Polkappen und als Permafrost in den mittleren Breiten gebunden ist, ging man davon aus, dass der Rest ins Weltall entwichen ist. Man nahm an, dass der atmosphärische Wasserdampf durch ultraviolette Strahlung der Sonne zerstört wurde und die geringe Schwerkraft des Mars den Wasserstoffanteil dieses Dampfes nicht halten konnte. Dieser wurde dann vom Sonnenwind ohne das schützende Magnetfeld ins All getragen. Der Sauerstoffanteil des Dampfes oxidierte derweil Oberflächengesteine und führte so zur Entstehung des rostroten Planeten, den wir heute sehen.
Staub und Täler
Obwohl der Mars, der Rote Planet, heute eine riesige und lebensfeindliche Landmasse ist, glauben Wissenschaftler, dass er einst unserer Erde ähnelte. Experten gehen davon aus, dass auf dem Mars einst ein warmes und feuchtes Klima herrschte. Diese Annahme stützt sich auf markante geologische Merkmale dieser heute kargen Welt, wie beispielsweise ausgedehnte Talsysteme, die vermutlich von Bächen geformt wurden. Darüber hinaus hat ein neues Forscherteam Hinweise darauf gefunden, dass es auf dem Mars einst geregnet und sogar geschneit haben könnte.
Allerdings birgt diese Geschichte ein bedeutendes Rätsel: Es ist unklar, woher das Wasser auf dem Mars stammen könnte, und die meisten Klimamodelle sagen voraus, dass die Oberflächentemperaturen des Planeten zu kalt sind, als dass flüssiges Wasser existieren könnte. Dies wirft die Frage auf, wie diese sichtbaren geologischen Merkmale entstanden sein konnten.
„Es ist sehr schwierig, endgültige Schlussfolgerungen zu ziehen“, sagte Amanda Steckel, Wissenschaftlerin am Institut für Geologie und Planetenwissenschaften des California Institute of Technology. „Wir sehen aber, dass diese Täler in großen Höhen beginnen. Das lässt sich schwer allein durch Eis erklären.“ Die Studie des Teams wurde am 21. April 2025 im „Journal of Geophysical Research: Planets“ veröffentlicht.
Mithilfe von Computersimulationen untersuchten Steckel und ihr Team, wie der Mars vor etwa vier Milliarden Jahren während des Noachischen Zeitalters ausgesehen haben könnte, als Wasser die Oberfläche des Planeten dramatisch verändert haben könnte. Ihr ursprünglich für die Erde entwickeltes Modell wurde angepasst, um die Entwicklung der Marslandschaft in Äquatornähe zu simulieren. In dieser Region erstrecken sich ausgedehnte Kanalnetze von Hochländern und münden in urzeitliche Seen, möglicherweise sogar in einen Ozean. Der NASA-Rover Perseverance erkundete einen solchen Ort, den Jezero-Krater, durch den einst ein mächtiger Fluss floss.
„Um Felsbrocken wie die im Jezero-Fluss zu lagern, bräuchte es meterlange Wasserströmungen“, sagte Brian Hynek, Hauptautor der Studie und Wissenschaftler am Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) der University of Colorado Boulder.
Interessanterweise lassen sich auch in den geologischen Formationen der Erde Hinweise auf die gemäßigte Vergangenheit des Mars finden. „Wenn man sich Google Earth-Bilder von Orten wie Utah ansieht und herauszoomt, erkennt man Ähnlichkeiten zum Mars“, sagte Steckel.
Das Team testete zwei Haupthypothesen zur Entstehung der Täler auf dem Mars unter Regenfällen: die eine Hypothese ging von einem warmen und feuchten Klima auf dem Planeten aus, die andere von einem vorübergehenden Schmelzen von Eis am Rand einer großen Eiskappe, was ein kaltes und trockenes Klima repräsentiert.
In jedem Szenario sah der Mars völlig anders aus, die Täler bildeten sich an ganz anderen Stellen.
Im Modell des schmelzenden Eises bildeten sich Täler vorwiegend in großen Höhen, in der Nähe der Gebiete, in denen sich Eis befunden haben sollte. Obwohl dieses Szenario zunächst mit den Eigenschaften des heutigen Mars übereinzustimmen scheint, führte die warme und feuchte Variante zu deutlich ausgedehnteren Talsystemen, die sich überall bildeten, von tiefer gelegenen Regionen bis hin zu mehr als 3.353 Metern über der durchschnittlichen Planetenoberfläche.
Die letztgenannte Verteilung entspricht eher dem, was wir auf dem Mars beobachten: ein Netzwerk von Tälern, die sich über viele verschiedene Höhenlagen und Regionen erstrecken. Während das Modell des schmelzenden Eises einige lokale Merkmale erklärt, trägt die Version mit warmen und feuchten Bedingungen dazu bei, die Landschaft des Planeten global zu erklären. „Das Wasser dieser Eiskappen beginnt nur in einem schmalen Höhenbereich Täler zu bilden“, sagte Steckel. „Bei der Niederschlagsverteilung hingegen können sich überall Täler bilden.“
Dies lässt darauf schließen, dass Niederschläge eine bedeutende Rolle bei der Entstehung dieser Täler spielten, was darauf schließen lässt, dass auf dem frühen Mars wahrscheinlich ein Klima herrschte, das warm genug war, um Regen und sogar Schnee zu ermöglichen.
Obwohl weitere Beweise und Antworten auf Fragen wie die, wie der Planet warm genug für Regen oder Schnee bleiben konnte, benötigt werden, wird die Forschung fortgesetzt. Hynek merkte jedoch an, dass die Studie wertvolle Hinweise nicht nur auf den Mars, sondern auch auf die Frühgeschichte der Erde liefert.
„Nachdem die durch fließende Gewässer verursachte Erosion aufgehört hatte, war der Mars praktisch in der Zeit eingefroren und sieht wahrscheinlich immer noch so aus wie die Erde vor 3,5 Milliarden Jahren“, sagte er.
Wissenschaftler kombinierten Daten der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und NASA-Raumsonden mit neuen Laborexperimenten, die auf einem Modell des Marsstaubs basierten. Dabei entdeckten sie, dass der berühmte rostfarbene Staub des Roten Planeten eine deutlich feuchtere Vergangenheit hat als bisher angenommen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Mars bereits in der Frühzeit rostete, als flüssiges Wasser noch häufiger vorkam.
Der Mars ist am Nachthimmel leicht an seiner leuchtend roten Farbe zu erkennen. Dank zahlreicher Raumsonden, die den Planeten in den letzten Jahrzehnten erforscht haben, wissen wir, dass diese rote Farbe durch rostige Eisenmineralien im Staub verursacht wird. Das bedeutet, dass das in den Marsgesteinen enthaltene Eisen irgendwann mit flüssigem Wasser oder Wasser und atmosphärischem Sauerstoff reagiert hat, ähnlich wie Rost auf der Erde entsteht, berichtete der Pressedienst der ESA im Februar 2025.
Über Milliarden von Jahren verwandelte sich dieses rostige Material – Eisenoxid – in Staub und wurde von Winden über den Planeten getragen, ein Prozess, der bis heute andauert.
Eisenoxide treten jedoch in verschiedenen Formen auf, und die genaue chemische Zusammensetzung des Marsrostes ist Gegenstand hitziger Debatten, da seine Entstehung Aufschluss über die damaligen Umweltbedingungen des Planeten gibt. Eng damit verbunden ist die Frage, ob der Mars jemals bewohnbar war.
Marsmosaik in Farbe. ESA
Frühere Untersuchungen von Eisenoxid im Marsstaub, die ausschließlich auf Beobachtungen von Raumsonden basierten, fanden keine Spuren von Wasser. Daher schlussfolgerten die Forscher, dass es sich bei dieser speziellen Art von Eisenoxid wahrscheinlich um Hämatit handelt, der sich unter trockenen Oberflächenbedingungen durch Reaktionen mit der Marsatmosphäre über Milliarden von Jahren gebildet hat – nach einer frühen feuchten Periode auf dem Mars.
Eine neue Analyse von Weltraumbeobachtungen in Kombination mit neuen Labormethoden zeigt jedoch, dass die rote Farbe des Mars eher auf wasserhaltige Eisenoxide, sogenannte Ferrihydrite, zurückzuführen ist. Ferrihydrit bildet sich typischerweise schnell in Gegenwart von kaltem Wasser und muss daher entstanden sein, als noch Wasser auf der Marsoberfläche vorhanden war. Trotz der Zersetzung und Verteilung über den gesamten Planeten seit seiner Entstehung hat Ferrihydrit seinen wasserhaltigen Charakter bis heute beibehalten.
„Wir haben versucht, Marsstaub im Labor mit verschiedenen Arten von Eisenoxid nachzubilden. Wir haben festgestellt, dass Ferrihydrit, vermischt mit Basalt, einem vulkanischen Gestein, am besten zu den Mineralien passt, die von Raumsonden auf dem Mars nachgewiesen wurden“, sagt Erstautor Adomas Valantinas, ein Postdoktorand an der Brown University in den USA, der zuvor an der Universität Bern in der Schweiz gearbeitet hat, wo er seine Arbeit mit Daten des Trace Gas Orbiter (TGO) der Europäischen Weltraumorganisation begann.
Wie der Mars rot wurde. ESA
„Der Mars ist nach wie vor der Rote Planet. Nur unser Verständnis davon, warum er rot ist, hat sich verändert. Die wichtigste Erkenntnis ist, dass Ferrihydrit nur entstehen konnte, als noch Wasser auf der Oberfläche vorhanden war. Daher rostete der Mars früher als bisher angenommen. Außerdem ist Ferrihydrit unter den heutigen Bedingungen auf dem Mars stabil.“ Die Ergebnisse der Studie wurden im Februar 2025 in der Fachzeitschrift Nature Communications unter dem Titel „Detection of Ferrihydrite in Martian Red Dust Evidences Ancient Cold and Wet Conditions on Mars“ veröffentlicht.
Andere Studien haben ebenfalls darauf hingewiesen, dass Ferrihydrit im Marsstaub vorhanden sein könnte, doch Adomas und seine Kollegen lieferten den ersten umfassenden Beweis mithilfe einer einzigartigen Kombination von Daten aus Weltraummissionen und neuen Laborexperimenten.
Sie stellten mithilfe einer hochmodernen Schleifmaschine eine Nachbildung von Marsstaub her, um eine realistische Staubpartikelgröße zu erreichen, die einem Hundertstel der Dicke eines menschlichen Haares entspricht. Anschließend analysierten sie die Proben mit denselben Methoden, die auch von Raumsonden im Orbit verwendet werden, um einen direkten Vergleich zu ermöglichen, und kamen schließlich zu dem Schluss, dass Ferrihydrit das beste Analogon darstellt.
„Diese Forschung ist das Ergebnis zusätzlicher Datensätze, die von einer Reihe internationaler Missionen gewonnen wurden, die den Mars aus dem Orbit und von der Erdoberfläche aus untersuchen“, sagte Colin Wilson, Projektwissenschaftler für die TGO- und Mars Express-Missionen der Europäischen Weltraumorganisation.
„Marsstaub“, im Labor hergestellt. ESA
Eine von Mars Express durchgeführte Analyse der mineralogischen Zusammensetzung des Staubs trug dazu bei, nachzuweisen, dass selbst sehr staubige Regionen des Planeten wasserreiche Mineralien enthalten. Dank der einzigartigen Umlaufbahn des TGO, die es ermöglicht, dieselbe Region unter verschiedenen Lichtverhältnissen und aus verschiedenen Winkeln zu beobachten, konnte das Team die Partikelgröße und -zusammensetzung bestimmen. Dies ist unerlässlich, um die korrekte Staubgröße im Labor nachzubilden.
Daten des Mars Reconnaissance Orbiter der NASA sowie bodengestützte Messungen der NASA-Rover Curiosity, Pathfinder und Opportunity trugen ebenfalls zur Bestätigung der Existenz von Ferrihydrit bei.
„Wir freuen uns auf die Ergebnisse der kommenden Missionen, wie zum Beispiel des ESA-Rovers Rosalind Franklin und des gemeinsamen NASA-ESA-Projekts Mars Sample Return, die es uns ermöglichen werden, genauer zu untersuchen, was den Mars rot färbt“, fügt Colin hinzu.
„Einige der Proben, die der NASA-Rover Perseverance bereits gesammelt hat und die auf ihre Rückkehr zur Erde warten, enthalten Staub; sobald wir diese wertvollen Proben ins Labor zurückgebracht haben, werden wir genau messen können, wie viel Ferrihydrit im Staub enthalten ist und was das für unser Verständnis der Geschichte des Wassers – und der Möglichkeit von Leben – auf dem Mars bedeutet.“
Ferrihydrit (links, dunkelblau) im Vergleich zu Hämatit (rechts, rot) als Analogon zu Marsstaub. ESA
Der Perseverance-Rover der NASA hat im Jezero-Krater auf dem Mars Hinweise auf vielfältige Wechselwirkungen zwischen Wasser und Gestein gefunden, darunter auch eine Periode mit starker Aktivität des heißen Grundwassers.
Einer neuen Studie zufolge könnte der Mars einst eine wesentlich feuchtere und geologisch aktivere Welt gewesen sein als heute, wobei Wasser ständig in verschiedenen Formen durch seine Gesteine floss.
Die Entdeckung erfolgte in einem Gebiet am Rand des Jezero-Kraters auf dem Mars, dem sogenannten Marginal Site. Der NASA-Rover Perseverance erforscht diese Region seit 2023 und hat dabei Hinweise auf mindestens drei verschiedene Ereignisse gefunden, bei denen Wasser mit Marsgestein interagierte. Eines dieser Ereignisse betrifft die Zirkulation von heißem Grundwasser unter der alten Oberfläche, wie die Raumfahrtbehörde mitteilte.
Die sogenannte „Randzone“ grenzt an den inneren Kraterrand und wurde anhand von Beobachtungen aus dem Orbit identifiziert. Wissenschaftler hatten ursprünglich vorhergesagt, dass die Sonde Perseverance auf Sedimentgesteine stoßen würde, die sich entlang des Ufers eines alten Sees abgelagert hatten, der einst den Jezero-Krater füllte.
Der Rover entdeckte stattdessen magmatische Gesteine, die ursprünglich aus geschmolzenem Material tief unter der Erde oder durch vulkanische Aktivität entstanden waren. Diese unerwartete geologische Formation bewahrte ein komplexes Archiv der Fluidaktivität. Die Ergebnisse der Studie wurden am 21. September 2026 in der Fachzeitschrift „Communications Earth & Environment“ veröffentlicht.
„Bevor wir den Hauptblock untersuchten, ging man aufgrund von Beobachtungen aus dem Orbit davon aus, dass das aus der Umlaufbahn sichtbare Karbonat durch die Wechselwirkung mit einem See im Jezero-Krater entstanden ist“, erklärte Candice Bedford, Hauptautorin der Studie und Postdoktorandin an der Purdue University in West Lafayette, Indiana, in einer Stellungnahme. „Nun wissen wir aber, dass dieser Ort eine Art Knotenpunkt für verschiedene Wassersysteme war. Die Ergebnisse der Blockstudie sind wichtig, da sich der Jezero-Krater in einem der größten Karbonatvorkommen auf dem Mars befindet. Die hier gewonnenen Erkenntnisse reichen daher weit über den Krater hinaus.“
Der Rover Perseverance sammelte zwischen dem 8. und 16. Oktober 2023 Daten, die zur Erstellung dieses Panoramas des „Rim Site“ – der geologischen Region am inneren Kraterrand des Jezero – verwendet wurden. NASA/JPL-Caltech/MSSS
Mithilfe des SuperCam-Instruments der Perseverance-Station analysierten Forscher mehr als 185 Gesteinsproben aus der Randregion. Sie fanden Hinweise darauf, dass Wasser die Gesteine über mehrere Zeiträume hinweg verändert hat.
Im ersten Stadium reagierte kohlendioxidreiches Grundwasser mit Olivin, einem Mineral, das bei der langsamen Abkühlung von Magma entsteht. Diese Reaktion führte zur Bildung von Karbonatmineralien in den Gesteinsspalten.
Offenbar stand eine spätere Episode im Zusammenhang mit dem prähistorischen Jezero-See. Einige Gesteine enthalten Kieselsäure, die bei der Reaktion von Olivin mit Wasser entsteht und besonders häufig in Gesteinen vorkommt, die einst unter dem Wasserspiegel des Sees lagen.
Es folgte eine dritte, heißere Periode. Im östlichen Teil des Kontinentalrandes bildeten sich Mineraladern, die Kalziumsulfat und Fluorit enthielten, was darauf hindeutet, dass einst heißes Wasser durch die vulkanischen Gesteine zirkulierte.
Auf der Erde können hydrothermale Systeme Umgebungen schaffen, die mikrobielles Leben ermöglichen. Daher sind diese alten Wassersysteme auf dem Mars besonders interessant für Wissenschaftler, die die frühere Bewohnbarkeit des Roten Planeten erforschen.
Obwohl die Forscher die Abfolge dieser Ereignisse rekonstruieren konnten, lässt sich der genaue Zeitpunkt noch nicht bestimmen. Die Abfolge deutet jedoch darauf hin, dass der Block im Krater mehr als nur ein ehemaliges Seeufer war. Es handelte sich um einen Ort, an dem Grundwasser, Oberflächenwasser und erhitzte Flüssigkeiten mit Marsgesteinen interagierten und so möglicherweise eine komplexe Aufzeichnung der Entwicklung der Marsumgebung im Laufe der Zeit konservierten – eine Aufzeichnung, anhand derer die Karbonatminerale in diesen Gesteinen Wissenschaftlern helfen könnten, zu bestimmen, wann und wo auf dem Mars einst lebensfreundliche Bedingungen bestanden haben könnten.
„Wenn ich in zehn Jahren Arbeit mit Mars-Rovern etwas gelernt habe, dann, dass der Mars uns ständig überrascht“, sagte Bedford in einer Erklärung. „Nur sehr selten entspricht er genau unseren Erwartungen, die auf Orbitaldaten beruhen. Ich hoffe, diese Arbeit wird dazu beitragen, das Verständnis der Wissenschaftler von der Geschichte des Wassers im Jezero-Krater und auf dem Mars im Allgemeinen zu überdenken. Letztendlich hoffe ich, dass sie Planetenforschern helfen wird, das Klima und die Bewohnbarkeit des frühen Mars zu rekonstruieren.“
Mehr als 20 Jahre nachdem der NASA-Rover Spirit mit der Erkundung des Mars begonnen hat, haben Wissenschaftler in seinen Archivdaten einen verborgenen Hinweis entdeckt, der die wachsende Beweislage dafür untermauert, dass der Rote Planet einst reich an flüssigem Wasser war.
Forscher analysierten Messdaten der Raumsonde Spirit aus den Jahren 2004 bis 2010 erneut und entdeckten in gewöhnlichem Marsboden weitverbreitete Spuren von kristallinem Hämatit und verändertem Magnetit – eisenhaltige Mineralien, die auf chemische Veränderungen in der Vergangenheit hindeuten, die mit Wechselwirkungen zwischen Wasser und Gestein übereinstimmen. Laut einer Mitteilung der Edith Cowan University (ECU) in Australien legen diese Ergebnisse nahe, dass flüssiges Wasser auf dem Mars möglicherweise häufiger vorkam als bisher angenommen. Die Studie wurde am 26. Juni 2026 in der Fachzeitschrift „Interactions“ veröffentlicht.
Laut der Erklärung kombinierte das Team Hunderte von Einzelmessungen, die an 32 unberührten Bodenstellen im Gusev-Krater, wo Spirit im Januar 2004 landete, vorgenommen wurden, und schuf so das bisher detaillierteste Eisenprofil eines typischen Marsbodens.
„Eine der wichtigsten Entdeckungen war der Nachweis von kristallinem Hämatit im gewöhnlichen Marsboden“, erklärte Paulo de Souza, Hauptautor der Studie und Professor an der East Carolina University, in einer Stellungnahme. „Das weitverbreitete Vorkommen dieses Minerals deutet nicht nur auf das Vorhandensein von Wasser hin, sondern auch darauf, dass große Gebiete des Mars einst von Wasser bedeckt gewesen sein könnten.“
Der Marsrover Spirit. NASA/JPL-Caltech/Cornell
Kristallines Hämatit gilt seit Langem als einer der überzeugendsten mineralischen Indikatoren für die frühere Anwesenheit von Wasser auf dem Mars. Obwohl es auch durch vulkanische oder hydrothermale Aktivität entstehen kann, bildet es sich am häufigsten durch die Wechselwirkung von eisenhaltigen Gesteinen mit flüssigem Wasser.
Diese Entdeckung ist besonders bedeutsam, da frühere Analysen ergaben, dass kristallines Hämatit am Landeort des Rovers Spirit praktisch nicht vorhanden war. Laut den Forschern war die Signatur des Minerals zu schwach, um durch einzelne Rover-Messungen erfasst zu werden. Durch die Kombination Tausender während der Mission gesammelter Spektren gelang es dem Team jedoch, dieses Signal vom Hintergrundrauschen zu isolieren.
Die Forscher entdeckten zudem verändertes Magnetit, was darauf hindeutet, dass die ursprünglichen vulkanischen Mineralien im Marsboden im Laufe der Zeit chemischen Veränderungen unterlagen. Verändertes Magnetit und kristallines Hämatit liefern zusammen weitere Belege dafür, dass Wasser eine bedeutende Rolle bei der Formung der Planetenoberfläche spielte. Da ähnlicher Staub und Boden große Teile des Mars bedecken, könnten diese Entdeckungen weit über den Gusev-Krater hinausreichende Implikationen haben und darauf hindeuten, dass wasserbezogene chemische Prozesse auf dem Planeten weiter verbreitet sein könnten als bisher angenommen.
Diese Funde untermauern die wachsende Annahme, dass der Mars einst deutlich lebensfreundlicher war als heute. Während seiner Mission entdeckte der Rover Spirit in den Columbia Hills durch Wasser veränderte Gesteine und Mineralien, und der NASA-Rover Curiosity fand später Hinweise auf ehemals existierende, langlebige Seen im Gale-Krater. Zuletzt erforschte Perseverance die Überreste eines alten Flussdeltas im Jezero-Krater. Wissenschaftler hoffen dort herauszufinden, ob diese Umgebung einst mikrobielles Leben ermöglicht haben könnte.
Die Studie enthüllt nicht nur ein weiteres Kapitel der wasserreichen Vergangenheit des Mars, sondern unterstreicht auch den anhaltenden wissenschaftlichen Wert der Raumsondendaten lange nach Abschluss der Mission.
„Diese Arbeit zeigt, dass wichtige Entdeckungen nicht immer durch das Sammeln neuer Daten gemacht werden“, sagte de Souza in einer Erklärung. „Manchmal ergeben sie sich aus einer neuen Betrachtung vorhandener Daten und der Anwendung anspruchsvollerer Analysemethoden.“
Im Mai 2026 erreichte die Raumsonde Mars Express der Europäischen Weltraumorganisation das Shalbatan-Tal: ein atemberaubendes Mars-Tal, umgeben von Spuren von Wasser, Lava, Kratern und Chaos.
Shalbatana Vallis ist ein spektakulärer Kanal in der Nähe des Marsäquators. Dieses Bild, aufgenommen von der hochauflösenden Stereokamera (HRSC) der Raumsonde Mars Express, zeigt den nördlichen Teil des Kanals, der sich über etwa 1300 km – ungefähr die Länge Italiens – über die Marsoberfläche schlängelt.
Das Mars-Tal von Shalbatan in 3D. ESA
Forscher besuchten diesen Teil des Roten Planeten im Oktober 2025 und veröffentlichten eine Videoreise mit Mars Express, die diesen sanft gewundenen Kanal von seinem Anfang (der Bergregion Xanthe Terra) bis zu seinem Ende (den flacheren Tiefebenen Chryse Planitia) nachzeichnete, berichtete der Pressedienst der Europäischen Weltraumorganisation.
Das Shalbatan-Tal entstand vor etwa 3,5 Milliarden Jahren, als gewaltige Grundwassermengen an die Marsoberfläche drangen. Diese katastrophalen Fluten gruben sich durch das Gestein und stürzten hinab, wodurch rasch gewundene, vom Wasser geformte Täler entstanden. Das Haupttal, das sich von links unten nach Norden aus dem Bildausschnitt erstreckt, ist etwa 10 km breit und 500 m tief – dies ist auf der beigefügten topografischen Karte am deutlichsten zu erkennen.
Luftaufnahme eines kleinen, unübersichtlichen Gebiets im Shalbatana-Tal. ESA
Das Shalbatan-Tal war vermutlich in der Vergangenheit tiefer, füllte sich aber im Laufe der Zeit mit verschiedenen Materialien. Obwohl die genauen Materialien, die das Tal füllten, unbekannt sind, lässt sich im hügeligsten Teil des Flussbetts eine isolierte Stelle mit jüngeren Ablagerungen erkennen: vulkanische Asche, die von Marswinden verweht wurde, wie die beigefügten 3D-Perspektivbilder zeigen.
Vallis Shalbatana ist eines von vielen ähnlichen Tälern in dieser Region. Dieser Teil des Mars trennt das stark verkraterte südliche Hochland des Planeten von den sanfter abfallenden nördlichen Tiefebenen. Jenseits des Bildausschnitts liegt die bereits erwähnte Chryse Planitia, eine der tiefsten Regionen des gesamten Planeten. Viele der größten Ausflusskanäle des Mars enden in der Chryse Planitia, was darauf hindeutet, dass sie in einer wärmeren und feuchteren Phase seiner Geschichte möglicherweise von einem bedeutenden Ozean bedeckt war.
Wo befindet sich das Shalbatan-Tal auf dem Mars? ESA
Ausflusskanäle finden sich typischerweise in der Nähe von sogenanntem chaotischem Terrain – einem labyrinthischen Gebilde aus aufgefalteten Blöcken und Felskuppen. Chaotisches Terrain ist im weiteren Teil des Shalbatana-Tals zu sehen, angrenzend an eine dunkle Schicht vulkanischer Asche. Es entsteht vermutlich, wenn unter der Oberfläche eingeschlossenes Wassereis zu schmelzen beginnt, was zu Bodenverschiebungen und schließlich zum Einsturz führt. Diese Art von Terrain ist auf dem Mars weit verbreitet und wurde bereits von Mars Express in Regionen wie Pyrrha Regio, Jani Chaos, Ariadnes Colles, Aram Chaos und – im Video – Hydraotes Chaos abgebildet.
Zahlreiche Einschlagkrater sind hier zu sehen. Einige liegen unter einer Gesteinsschicht begraben, andere sind erodiert, und wieder andere sind von Schichten aus Material umgeben, das beim ursprünglichen Einschlag ausgestoßen wurde. Insgesamt ist das Gelände relativ flach, was darauf hindeutet, dass es von Lava überflutet wurde. Stellenweise wurde diese Lava beim Abkühlen und Zusammenpressen verformt und gefaltet, wodurch zerklüftete, faltige Grate entstanden. Einzelne Tafelberge (Mesas) – Überreste einer einst höheren, im Laufe der Zeit erodierten Oberfläche – sind ebenfalls erkennbar.
Luftaufnahme des Shalbatan-Tals auf dem Mars. ESA
Seit ihrem Start im Jahr 2003 hat Mars Express die vielfältigen Landschaften des Mars abgebildet und erforscht. Über zwei Jahrzehnte lang kartierte die Sonde die Oberfläche des Planeten mit beispielloser Auflösung, in Farbe und dreidimensional. Die gewonnenen Daten haben unser Verständnis unseres planetaren Nachbarn grundlegend verändert. Die Raumsonde Mars Express HRSC wurde vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt und betrieben. Die systematische Verarbeitung der Kameradaten erfolgte am DLR-Institut für Weltraumforschung in Berlin-Adlershof. Die Arbeitsgruppe Planetologie und Fernerkundung der Freien Universität Berlin nutzte diese Daten, um die hier präsentierten Bilder zu erstellen.
Topografische Karte des Shalbatana-Tals auf dem Mars. ESA
Der Rover Curiosity entdeckte Spuren der aquatischen Vergangenheit des Mars in Form von felsigen „Netzen“. Man geht davon aus, dass diese netzartigen Formationen durch uraltes Grundwasser entstanden sind und neue Hinweise auf die aquatische Vergangenheit des Roten Planeten liefern.
Der NASA-Rover Curiosity hat Nahaufnahmen von riesigen, netzartigen Felsformationen auf dem Mars gemacht, die aus dem Orbit wie gigantische Spinnennetze aussehen und neue Hinweise auf die wasserreiche Vergangenheit des Roten Planeten liefern könnten.
Diese komplexen Formationen sind Teil einer schmalen, kastenförmigen Region – einem Netzwerk niedriger, etwa ein bis zwei Meter hoher Hügelkämme mit dazwischenliegenden Sandbecken –, die der Rover Curiosity seit mehreren Monaten an den Hängen des Mount Sharp im Gale-Krater erforscht. Am 26. September 2025 nahm der Rover mit seiner Mastcam-Kamera Panoramaaufnahmen der Region auf und ermöglichte Wissenschaftlern damit einen beispiellosen Einblick in die ungewöhnliche Topografie unseres Planeten, wie das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA mitteilte.
Eine Graustufenaufnahme zeigt den Schatten des NASA-Rovers Curiosity auf der Marsoberfläche. Der quadratische Mastcam-Kopf des Rovers überlagert die felsigen, kastenförmigen Strukturen der Marslandschaft. NASA/JPL-Caltech
Aus dem Orbit betrachtet, ähneln die sich kreuzenden Gebirgskämme einem riesigen Netz, das sich über die Marsoberfläche erstreckt. Wissenschaftler vermuten, dass diese Kämme entstanden, als uraltes Grundwasser durch Spalten im Gestein zirkulierte und dabei Mineralien ablagerte, die bestimmte Zonen verfestigten. Über Milliarden von Jahren trug der Wind das weichere, umliegende Material ab und hinterließ so ein Netzwerk aus stabileren Gebirgskämmen.
Die Untersuchung dieser Formationen könnte Forschern helfen, die Chronologie von flüssigem Wasser nahe der Marsoberfläche zu klären – ein Schlüsselfaktor, um zu beurteilen, ob der Mars in der Vergangenheit bewohnbar war. Laut der Mitteilung deuten die netzartigen Formationen darauf hin, dass Grundwasser auf dem Mars später vorhanden war als bisher angenommen. Dies wirft neue Fragen darüber auf, wie lange der Planet Bedingungen für mikrobielles Leben hätte bieten können.
Diese klumpigen Gebilde entstanden aus Mineralien, die zurückblieben, als das Grundwasser auf dem Mars vor Milliarden von Jahren austrocknete. Der NASA-Rover Curiosity fotografierte diese erbsengroßen Strukturen am 21. August 2025 bei der Erkundung geologischer Formationen, die als „Boxstrukturen“ bezeichnet werden. NASA/JPL-Caltech/MSSS
Bevor Curiosity die Region erreichte, konnten Wissenschaftler weder das Aussehen dieser netzartigen Strukturen aus der Nähe bestätigen noch ihre Entstehung vollständig verstehen – das konnte nur ein Rover am Boden leisten. Doch die Aufnahme solcher Bilder war nicht einfach: Die Bediener mussten den fast eine Tonne langen Rover vorsichtig entlang schmaler Grate manövrieren, die kaum breiter als der Rover selbst waren, um die benötigten Aufnahmen zu erhalten.
Eine genauere Untersuchung offenbarte erbsengroße, klumpige Mineralknollen, die in den Graten und Vertiefungen eingebettet waren – ein weiteres Anzeichen für frühere Grundwasseraktivität. Überraschenderweise konzentrierten sich diese Knollen nicht wie erwartet in der Nähe der zentralen Risse, sondern waren entlang der Wände der Grate und Vertiefungen verstreut. Dies liefert neue Erkenntnisse über die Wechselwirkungen zwischen Wasser und Mineralien auf der Marsoberfläche.
Jede Schicht des 5 Kilometer hohen Mount Sharp spiegelt ein eigenes Kapitel in der Geschichte des frühen Marsklimas wider. Während Curiosity aufstieg, zeigte die Topographie einen deutlichen Wandel hin zu zunehmend trockenen Bedingungen, unterbrochen von periodischen feuchteren Perioden, in denen kurzzeitig Flüsse und Seen an der Oberfläche entstanden.
Der NASA-Rover Curiosity nahm dieses Panorama am 26. September 2025 mit seinem Mastcam-Instrument auf und enthüllte damit neue Details der spinnennetzartigen Grate am Mount Sharp, darunter schmale mineralisierte Grate und die dazwischenliegenden sandigen Becken. NASA/JPL-Caltech/MSSS
„Der Fund einer kastenförmigen Struktur in solch großer Höhe in den Bergen deutet darauf hin, dass der Grundwasserspiegel recht hoch gewesen sein muss“, erklärte Tina Seager, Missionswissenschaftlerin an der Rice University, in einer Stellungnahme. „Das bedeutet, dass das für die Erhaltung von Leben notwendige Wasser möglicherweise viel länger verfügbar war, als wir aufgrund von Beobachtungen aus dem Orbit erwartet hatten.“
Der Rover Curiosity nutzte seinen Bohrer auch, um Gesteinsproben aus der Region zu sammeln, die einem geschlossenen Massiv ähnelt. Die Analyse dieser Proben ergab das Vorhandensein von Tonmineralien auf den Bergrücken und von Karbonatablagerungen in den Becken – chemische Signaturen, die Aufschluss über die Umweltbedingungen geben, unter denen diese Gesteine entstanden sind.
Mithilfe der sogenannten Nasschemie – einem Verfahren, bei dem chemische Reagenzien organische Moleküle nachweisen – suchten Wissenschaftler in Gesteinsproben, die der Rover Curiosity im Rahmen seiner vierten Probenentnahmemission gesammelt hatte, nach Spuren kohlenstoffhaltiger Verbindungen, die mit Leben in Verbindung stehen könnten. Die Untersuchung dieser Region trägt dazu bei, besser zu verstehen, wie sich der Rote Planet von einer feuchten Welt zu der kalten, trockenen Wüste entwickelt hat, die wir heute kennen.
Der NASA-Rover Curiosity nahm dieses Panorama am 26. September 2025 mit seinem Mastcam-Instrument auf und enthüllte damit neue Details der spinnennetzartigen Grate am Mount Sharp, darunter schmale mineralisierte Grate und die dazwischenliegenden sandigen Becken. NASA/JPL-Caltech/MSSS
Bei Serpentine Rapids erzeugte der Rover Perseverance mit seinem Schleifwerkzeug eine Abtragszone in einem roten Felsvorsprung namens „Wallace Butte“ im Jezero-Krater. Die fünf Zentimeter dicke Abtragszone legte eine beeindruckende Kombination aus Weiß, Schwarz und Grün im Gestein frei. Eine der größten Überraschungen für das Rover-Team war das Vorhandensein von mattgrünen Flecken darin, bestehend aus dunklen Kernen mit unscharfen, hellgrünen Rändern.
Auf der Erde erhalten rote Gesteine, die auch als „rote Schichten“ bezeichnet werden, ihre Farbe typischerweise durch oxidiertes Eisen (Fe³⁺), dieselbe Eisenform, die unser Blut rot färbt oder Metalle, die an der Oberfläche eingeschlossen sind, rostrot erscheinen lässt. Grüne Flecken, wie sie beispielsweise in der Abriebzone des Wallace Butte zu sehen sind, treten häufig in alten „roten Schichten“ auf der Erde auf. Sie entstehen, wenn flüssiges Wasser durch Sedimente sickert, bevor diese zu Gestein erstarren. Dabei wird eine chemische Reaktion ausgelöst, die oxidiertes Eisen in seine reduzierte Form (Fe²⁺) umwandelt, was zu einem grünlichen Farbton führt. Auf der Erde sind mitunter Mikroorganismen an dieser Eisenreduktionsreaktion beteiligt. Grüne Flecken können jedoch auch durch die Zersetzung organischer Substanz entstehen, wodurch lokal reduzierende Bedingungen geschaffen werden. Wechselwirkungen zwischen Schwefel und Eisen können ebenfalls eisenreduzierende Bedingungen erzeugen, ohne dass Mikroorganismen daran beteiligt sind.
Der Mars-Rover Perseverance der NASA hat diese nächtliche Mosaikaufnahme der Abriebfläche des Malgosa-Rückens in der Region der Serpentine Rapids mit der SHERLOC-WATSON-Kamera aufgenommen, die sich an einem Turm am Ende des Roboterarms des Rovers befindet. Die Abriebfläche hat einen Durchmesser von 5 Zentimetern (ca. 2 Zoll), der große grüne Fleck oben links in der Bildmitte misst etwa 2 Millimeter (ca. 0,08 Zoll) im Durchmesser. Die ursprünglichen Mosaikbilder wurden debayerisiert, flachfeldtransformiert und linear farbgestreckt. Diese Aufnahme entstand am 19. August 2024 (Sol 1243, Marstag 1243 der Mars-2020-Mission) um 19:45:30 Uhr Ortszeit. NASA/JPL-Caltech
Leider reichte der Platz nicht aus, um den Roboterarm des Rovers mit den Instrumenten SHERLOC und PIXL sicher direkt über einem der grünen Flecken auf der Abriebfläche zu positionieren, sodass deren Zusammensetzung weiterhin unbekannt bleibt. Das Team sucht jedoch kontinuierlich nach ähnlichen interessanten und unerwarteten Merkmalen im Gestein.
Ein uralter Ozean und ein riesiger See auf dem Mars
Eine massive, badewannenförmige geologische Struktur auf dem Mars könnte laut einer anderen Studie ein Beweis für einen Ozean sein, der einst ein Drittel der Oberfläche des Roten Planeten bedeckte.
Jahrelange Forschung hat gezeigt, dass auf dem Mars, dem heutigen „Roten Planeten“, einst flüssiges Wasser existierte. Unklar ist jedoch weiterhin, ob dieses Wasser auf Seen und Bäche beschränkt war oder ob es ausreichte, um langlebige Ozeane zu bilden. Die Lösung dieses Rätsels könnte Aufschluss darüber geben, ob auf dem frühen Mars jemals Leben, wie wir es kennen, existierte.
Frühere Marsmissionen haben zahlreiche geologische Strukturen entdeckt, die Küstenlinien ähneln. Diese Küstenlinien befinden sich jedoch auf unterschiedlichen Höhen über den gesamten Planeten verteilt. Wären sie tatsächlich Anzeichen eines stabilen Ozeans, lägen sie idealerweise alle auf derselben Höhe, ähnlich wie der Meeresspiegel auf der Erde konstant ist.
In einer neuen Studie suchten Wissenschaftler nach weiteren geologischen Merkmalen, die als Hinweise auf verschwundene Mars-Ozeane dienen könnten. Mithilfe von Computermodellen simulierten sie das Austrocknen der irdischen Ozeane, um die verbleibenden Strukturen zu identifizieren. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie am 15. April 2026 online in der Fachzeitschrift „Nature“.
NASA/JPL-Caltech
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass neben dem Wasser das charakteristischste Merkmal der Ozeane der Erde flache Landstreifen sind, die bis zu mehrere hundert Kilometer breit sind und deren Höhe zwischen 15 und 410 Metern unter dem Meeresspiegel liegt. Diese Streifen, Küstenebenen und Kontinentalschelfe genannt, verlaufen geschwungen an den Grenzen zwischen Land und Meer, ähnlich dem Rand einer leeren Badewanne.
Der Meeresspiegel auf der Erde und die Lage der Küstenlinien haben sich über viele Jahre hinweg verändert. Im Gegensatz dazu stellten Forscher fest, dass die Küstenschelfe über die Zeit relativ stabil geblieben sind.
Anschließend analysierten Wissenschaftler topografische Daten von Mars-Orbitern. Sie entdeckten eine flache Zone auf dem Mars, die auf ein Küstenmeer im nördlichen Teil des Mars hindeutete und ein Drittel der Planetenoberfläche bedeckte. Dieses Meeresplateau lag vermutlich in einer Tiefe von etwa 1.800 bis 3.800 Metern unter dem Meeresspiegel des Mars.
Ein Küstenplateau dieser Größe hätte sich über einen langen Zeitraum gebildet und kommt nicht in der Nähe von Seen vor. Diese neuen Daten legen nahe, dass auf dem Mars ein Ozean existiert haben muss, möglicherweise über Millionen von Jahren.
Die Forscher fanden zudem Hinweise darauf, dass Flussdeltas – dreieckige Ebenen aus Sedimentgestein, die sich an den Mündungen von Flüssen ins Meer bilden – entlang des Küstenschelfs verlaufen. Auch auf der Erde konzentrieren sich Deltas auf Kontinentalschelfen.
Zukünftige Missionen könnten diesen Küstenschelf auf dem Mars analysieren. Falls es einst Leben auf dem Roten Planeten gab, könnten Sedimentablagerungen auf dem Küstenschelf Spuren davon bewahren, ähnlich wie Fossilien aus kontinentalen Ablagerungen manchmal in Küstenablagerungen auf der Erde gefunden werden, so die Forscher.
Einst beherbergte der Mars einen See, der größer war als jeder andere auf der Erde. Die erodierten und ausgetrockneten Überreste dieses uralten Sees sind hier in atemberaubenden Details zu sehen, aufgenommen von der Raumsonde Mars Express der Europäischen Weltraumorganisation.
Diese Region des Mars, die auf einem neuen Bild der hochauflösenden Stereokamera (HRSC) der Mars Express-Mission zu sehen ist, trägt den Namen Caralis Chaos. Wissenschaftler gehen davon aus, dass es dort einst reichlich Wasser gab, wie die Europäische Weltraumorganisation (ESA) im Jahr 2024 mitteilte.
Am unteren Bildrand sind die Überreste eines alten Seebodens zu erkennen (am deutlichsten in der unten stehenden topografischen Abbildung, wo sie in Blautönen dargestellt sind). Die Ränder dieses Seebodens biegen sich nach oben und erstrecken sich von der unteren Bildmitte bis zur oberen rechten Ecke, wobei sie den großen zentralen Krater umschließen.
Ein Blick auf das Karalis-Tal. ESA
Der alte Seeboden ist heute mit zahlreichen aufgeschütteten Hügeln übersät, die vermutlich entstanden, als uralte Marswinde Staub über den Planeten wehten; dieser Staub wurde später von Wasser bedeckt und verändert, bevor er austrocknete und wieder zerfiel.
In der weiteren Umgebung von Karalis Chaos befinden sich mehrere alte Seebecken, die im Laufe der Zeit erodiert sind. Zusammen bilden diese Becken die Überreste eines riesigen Ursees, der einst über eine Million Quadratkilometer bedeckte: den Eridania-See.
Der Eridania-See enthielt einst mehr Wasser als alle anderen Marsseen zusammen und war größer als jeder bekannte See auf der Erde. Sein Wasservolumen hätte fast das Dreifache des Kaspischen Meeres füllen können. Er existierte vermutlich vor etwa 3,7 Milliarden Jahren, zunächst als ein einziger großer See und später, als er austrocknete, als eine Reihe kleinerer, voneinander getrennter Seen. Schließlich verschwand dieser einst riesige See vollständig, wie alles andere Wasser auf dem Planeten.
Perspektivische Ansicht. ESA
Neben Wasser gibt es deutliche Anzeichen vulkanischer Aktivität in und um das Gebiet von Karalis Chaos.
Auf dem Bild verlaufen zwei lange, senkrecht nach unten verlaufende Risse, die sowohl den zuvor erwähnten Seeboden als auch die glattere Oberfläche links durchqueren. Diese Risse, bekannt als Sirenum-Fossa-Brüche, entstanden durch die Hebung der Tharsis-Region auf dem Mars, in der sich die größten Vulkane des Sonnensystems befinden, wodurch die Marskruste enormen Spannungen ausgesetzt war.
Vulkanische Spannungen sind auch für die zahlreichen Falten hier verantwortlich. Sie erscheinen als geschwungene Linien, die sich horizontal über das Bildfeld erstrecken. Falten sind in vulkanischen Ebenen häufig und entstehen, wenn junge Lavaschichten im weichen, elastischen Zustand komprimiert werden, wodurch sie sich verformen.
Karalis Chaos, aufgenommen von der Mars Express-Sonde der Europäischen Weltraumorganisation (ESA).
Die Einschlagkrater, die durch Kollisionen von Himmelskörpern mit dem Mars entstanden sind, sind ebenfalls faszinierend. Der große zentrale Krater weist Spuren von Materialbewegungen und in seinen südlichen Rand eingeschnittene Täler auf, was darauf hindeutet, dass hier möglicherweise auch nach dem Verschwinden des Eridania-Sees noch Wasser vorhanden war.
Der kleinere Krater im Süden ist an seiner Nordflanke von kleinen Erosionsrinnen ausgewaschen, während sich ganz rechts im Bild mehrere alte Krater befinden, die man kaum noch als Krater bezeichnen kann, da sie im Laufe der Zeit stark erodiert und abgetragen wurden.
Die Raumsonde Mars Express umkreist den Roten Planeten seit 2003. Sie fotografiert die Oberfläche des Mars, kartiert seine Mineralien, bestimmt die Zusammensetzung und Zirkulation seiner dünnen Atmosphäre, erforscht den Bereich unter seiner Kruste und untersucht die Wechselwirkungen verschiedener Phänomene in der Marsumgebung.
Topografische Ansicht. ESA
In den vergangenen 20 Jahren hat die hochauflösende Stereokamera (HRSC) der Mars Express-Sonde unzählige Details über die vielfältige Oberfläche des Mars enthüllt. Ihre Bilder erfassen alles von windgeformten Graten und Tälern bis hin zu Karstsenken an den Flanken riesiger Vulkane, Einschlagkratern, tektonischen Verwerfungen, Flussläufen und alten Lavaseen. Die Mission war über ihre gesamte Laufzeit hinweg außerordentlich produktiv und hat ein weitaus vollständigeres und genaueres Bild unseres Nachbarplaneten geschaffen als je zuvor. Die hochauflösende Stereokamera (HRSC) der Mars Express-Sonde wurde vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt und wird von diesem betrieben.
Perspektivische Ansicht. ESA
Russische und chinesische Wissenschaftler haben laut einer gemeinsamen Studie, die in der Fachzeitschrift „Scientific Reports“ veröffentlicht wurde, Beweise dafür gefunden, dass einst ein Ozean auf dem Mars existierte. Die Wissenschaftler nutzten Daten des chinesischen Rovers Zhurong, der seit 2021 im südlichen Teil der Utopia Planitia auf der Marsoberfläche unterwegs ist. Man geht davon aus, dass sich dort einst der Ozean befand.
„Fernerkundungsdaten vom Landeplatz Zhurong lassen auf die mögliche Existenz einer einzigen, permanenten Wasser-/Eisschicht schließen“, schreiben die Autoren.
Die Studie unterteilte die Utopia Planitia in Abschnitte und stellte fest, dass die Oberflächenmerkmale mehr oder weniger stark von der vorhandenen Wasser- oder Eismenge abhängen. Das Alter dieser Merkmale korreliert mit früheren Schätzungen des Alters des Mars-Ozeans. Laut den Forschern entstand dieser Ozean vor etwa 3,68 Milliarden Jahren und gefror vor 3,42 Milliarden Jahren – ein geologisch kurzer Zeitraum.
Mars. Archivfoto. ESA/DLR/FU-Berlin
An der Studie waren Experten der Hong Kong Polytechnic University, der Chinesischen Akademie für Weltraumtechnologie und der Russischen Akademie der Wissenschaften beteiligt.
Chinas erste Raumsonde, Tianwen-1, bestehend aus Orbiter, Landekapsel und Rover, startete am 23. Juli 2020 vom Satellitenstartzentrum Wenchang auf der Insel Hainan. Am 15. Mai 2021 landete der Rover Zhurong erfolgreich auf der Utopia Planitia. Hauptziel der Mission ist die Suche nach möglichen Lebensspuren auf dem Mars und die Erforschung der Frage, ob sich die Bedingungen auf dem Planeten in Zukunft so verändern könnten, dass er für Menschen bewohnbar wird.
China war das erste Land weltweit, das in einer einzigen Mission einen Vorbeiflug und eine Landung auf dem Mars durchführte und den Roten Planeten mit einem Rover erforschte.
Ein anschließender Vergleich der Berechnungsergebnisse und der Bilder von Zhurong und Orbitalsonden zeigte, dass alle diese Strukturen durch die Einwirkung von Wasser entstanden sind, wobei sich einige von ihnen vermutlich in flachen Gewässern und in der Nähe der Meeresküste bildeten, andere hingegen in den tiefen Regionen des Meeresbodens.
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„Unsere Analyse der Daten und Bilder aus Zhurong deutet auf die Existenz zweier Arten von Landformen hin, die mit Wasser auf der Utopia Planitia in Verbindung stehen. Beide entstanden durch die Überflutung dieser Tiefebene am Ende des Noachiums vor etwa 3,65 Milliarden Jahren. Vor etwa 3,58 Milliarden Jahren erreichte das Wasser die sogenannte Deuteronoline und formte die Küstenlinie“, schreiben die Forscher.
Die Entdeckung gelang einem Team chinesischer und russischer Planetenforscher unter der Leitung von Wu Bo, Professor an der Hong Kong Polytechnic University, im Rahmen einer umfassenden Untersuchung der Region Utopia Planitia, wo Zhurong im Mai 2021 landete. Dazu analysierten die Forscher Bilder und Daten, die von der NaTeCam-Kamera sowie den Instrumenten MarSCoDe und MSCam an Bord des chinesischen Rovers gesammelt wurden, sowie Messungen des amerikanischen Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) und Mars Global Surveyor (MGS).
Das Interesse der Wissenschaftler an dieser Region rührt von ihrer Lage am südlichen Rand der sogenannten Vastitas Borealis her, der größten Tiefebene des Mars, die als Boden eines urzeitlichen Ozeans gilt. Aus diesem Grund vermuten viele Planetenforscher seit Langem, dass die Utopia Planitia und die sie durchquerende Deuteronoline Teil der Küstenlinie dieses längst verschwundenen Gewässers waren.
Um diese Theorie zu überprüfen, untersuchten Forscher umfassend rund eine halbe Million Krater und Zehntausende von Landformen am Landeplatz Zhurong, darunter zahlreiche Spalten, Risse und sogenannte „Grubenkegel“ – Hügel, die Überreste von Schlammvulkanen sein könnten. Um deren Beschaffenheit zu entschlüsseln, erstellten die Wissenschaftler mehrere Computermodelle des Mars, die verschiedene Entstehungsszenarien für diese Strukturen beschreiben.
Ein anschließender Vergleich der Berechnungsergebnisse mit Bildern von Zhurong und den Orbitalsonden ergab, dass alle diese Strukturen durch Wassereinwirkung entstanden sind. Einige bildeten sich vermutlich in flachen Gewässern und nahe der Küste, andere in tieferen Meeresbodenregionen. Diese Analyse bestätigte zudem, dass es sich bei der Deuteronyllinie um eine Meeresküste handelt, so das Fazit der Forscher.
Der Rover Zhurong ist das Herzstück der chinesischen Marsmission Tianwen-1, die im Juli 2020 zum vierten Planeten unseres Sonnensystems gestartet wurde. Im Februar 2021 erreichte der Rover die Marsumlaufbahn und landete im Mai auf der Utopia Planitia. In den folgenden Monaten untersuchte Zhurong die Struktur des Marsuntergrunds und analysierte die Zusammensetzung von Gesteinen, bis im Mai 2022 ein heftiger Staubsturm den Rover in den Ruhemodus versetzte und er nicht mehr auf Signale von der Erde reagierte.
Eine hypothetische Aufnahme des Mars vor 3,6 Milliarden Jahren, als ein Ozean möglicherweise fast die Hälfte des Planeten bedeckte. Die blauen Bereiche zeigen die Tiefe des Ozeans, der die Oberfläche bis zur Küstenlinie eines uralten, heute verschwundenen Meeres, bekannt als Deuteronyl, bedeckte. Der orangefarbene Stern markiert die Landestelle des chinesischen Rovers Zhurong. Der gelbe Stern markiert die Landestelle des NASA-Rovers Perseverance, der einige Monate vor Zhurong landete. Robert Citron
Zhurong verbrachte ein Jahr, von Mai 2021 bis Mai 2022, damit, am Fuße eines steilen Felsvorsprungs am Rande einer weiten, flachen Ebene entlangzufahren. Aus der Perspektive des Rovers auf der Erde ist es schwer zu erkennen, aber diese urzeitliche Küstenlinie auf dem Mars scheint sich innerhalb eines 3.300 Kilometer breiten Einschlagkraters namens Utopia Basin befunden zu haben. Das Utopia Basin ist der größte bekannte Krater im gesamten Sonnensystem. Wissenschaftler vermuten, dass das Utopia Basin einst einen Ozean beherbergt haben könnte, und sie glauben, dass die Abbruchkante, die Zhurongs Route überblickt, einst dessen Küstenlinie gewesen sein könnte.
Entlang der 1,9 Kilometer langen Route der Zhurong-Sonde sandte ihr Bodenradar Radiowellen 80 Meter tief in den Marsboden. Die Reflexion dieser Radiowellen zum Instrument enthüllte die getroffenen Untergrundstrukturen, wie beispielsweise die Grenzen zwischen Gesteins- und Sedimentschichten. In 10 Metern Tiefe zeigte das Radar glatte, sanft abfallende Sandschichten von mehreren Metern Dicke (etwa 1,2 Meter). Diese Schichten verlaufen parallel zur Felswand und steigen mit einem leichten Gefälle von 15 Grad zu ihr an, wie es für Strände auf der Erde typisch ist. Die Forscher veröffentlichten ihre Ergebnisse 2024 in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“.
Der vergrabene Strand könnte der erste Beweis für einen echten Ozean aus der fernen Vergangenheit des Mars sein. Seine Existenz bedeutet, dass auf dem Roten Planeten Millionen von Jahren lang ein Ozean existiert haben muss – lange genug, um die dicken Sandschichten zu hinterlassen, die das Zhurong-Radar aufgezeichnet hat. Wissenschaftler vermuten, dass dieser Ozean von Flüssen gespeist wurde, die Sedimente ablagerten. Schließlich transportierten Wellen die Sedimente entlang der Küste und formten so einen Strand, der uns verblüffend vertraut ist.
Unterirdisches Wasser auf dem Mars
Dank eines an Bord der NASA-Raumsonde InSight installierten Seismometers wurden 2024 riesige Wasservorkommen tief unter dem Mars entdeckt. Die NASA-Mission InSight entdeckte genug Wasser in der Kruste des Roten Planeten, um die Oberfläche des Mars mit einem ein bis zwei Kilometer tiefen Ozean zu bedecken.
InSight, das als stationärer Lander fungierte, landete im November 2018 in Elysium Planitia auf dem Mars. Es führte seine Mission vier Jahre lang durch und registrierte, ausgestattet mit dem ersten Seismometer, das jemals zum Roten Planeten gebracht wurde, 1319 Marsbeben.
Die Geophysiker Vashan Wright und Matthias Morzfeld von der Scripps Institution of Oceanography an der University of California, San Diego, sowie der Planetenwissenschaftler Michael Manga von der University of California, Berkeley, nutzten Seismometerdaten, um Wasser auf der Erde nachzuweisen. Die Ergebnisse der Studie wurden am 12. August 2024 in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.
Sie kombinierten die verschiedenen Geschwindigkeiten aufgezeichneter Marsbeben, die anhand ihrer Reflexionen im Inneren des Roten Planeten bestimmt wurden, mit einem mathematischen Modell, das die Physik verschiedener Gesteinsarten in der Marskruste und im Marsmantel beschreibt. Es handelt sich um dasselbe Modell, das Seismologen auf der Erde verwenden, um unterirdische Grundwasserleiter und Ölfelder aufzuspüren.
Tief im Inneren des Mars befindet sich mindestens ein ganzer Ozean aus Wasser. STScI/AURA
Die Ergebnisse waren verblüffend, denn die Daten zeigten, dass viele der seismischen Wellen durch mit flüssigem Wasser gesättigte Gesteine hindurchgingen.
„Das Verständnis des Wasserkreislaufs auf dem Mars ist entscheidend für das Verständnis der Entwicklung des Klimas, der Oberfläche und des Inneren des Planeten“, sagte Wright in einer Pressemitteilung. „Die Bestimmung, wo und wie viel Wasser vorhanden ist, wird ein nützlicher Ausgangspunkt sein.“
Es wird jedoch immer deutlicher, dass nicht das gesamte Wasser des Mars unwiederbringlich verloren gegangen ist. Ein Teil davon könnte in die Erdkruste gesickert sein, wo es sich in winzigen Rissen und Poren im zerklüfteten magmatischen Gestein des Planeten angesammelt hat.
Das Problem ist, dass dieses Wasser sehr tief liegt. Seismische Daten zeigen, dass es in Tiefen von 11,5 bis 20 Kilometern vorkommt, während sich in der Erdkruste unterhalb von 5 Kilometern überhaupt kein Wasser befindet. Obwohl dies der bisher überzeugendste Beweis für flüssiges Wasser auf dem Mars ist, können Astronauten es daher nicht erreichen.
Um zu verdeutlichen, warum dies so unerreichbar ist, betrachten wir die tiefste jemals auf der Erde gebohrte Bohrung, die Kola-Superbohrung in Russland. Ingenieure der Sowjetunion bohrten 20 Jahre lang, um den Erdmantel zu erreichen, mussten die Bohrung jedoch in einer Tiefe von 12,2 Kilometern abbrechen, da die Temperatur – 180 Grad Celsius – für den Bohrer zu hoch wurde. Es ist unwahrscheinlich, dass ähnliche Bohrungen auf dem Mars in absehbarer Zeit möglich sein werden.
Ein Stück Marskruste mit zerbrochenem, wasserhaltigem magmatischem Gestein. Scripps Institution of Oceanography
Aber selbst wenn wir dieses Wasser noch nicht erreichen können, können wir über seinen Einfluss sowohl auf die Geschichte des Mars als auch auf die Möglichkeit von Leben auf dem Roten Planeten spekulieren.
„Die Entdeckung eines großen flüssigen Wasserreservoirs gibt uns einen Hinweis darauf, wie das Klima damals war oder gewesen sein könnte“, sagte Manga. „Und Wasser ist lebensnotwendig, so wie wir es kennen. Ich sehe keinen Grund, warum ein unterirdisches Reservoir nicht bewohnbar sein sollte. Das trifft auf der Erde definitiv zu – Leben existiert in tiefen Bergwerken und auch auf dem Meeresgrund. Wir haben zwar noch keine Beweise für Leben auf dem Mars gefunden, aber zumindest haben wir einen Ort entdeckt, der prinzipiell Leben ermöglichen sollte.“
Eine Parallelstudie hat gezeigt, dass seismische Daten darauf hindeuten, dass sich unter der Oberfläche des Mars ein Ozean aus Wasser befinden könnte.
Die Analyse seismischer Daten der NASA-Sonde InSight hat überzeugende neue Hinweise auf die Möglichkeit von flüssigem Wasser tief unter der Marsoberfläche ergeben.
Im Jahr 2024 schlugen Forscher vor, dass das tiefe Innere des Roten Planeten, insbesondere in Tiefen zwischen 11,5 und 20 Kilometern, mit flüssigem Wasser gesättigt ist. Sie kamen zu diesem Schluss aufgrund von seismischen Wellengeschwindigkeiten, die während Marsbeben gemessen wurden.
Die Forscher Ikuo Katayama von der Universität Hiroshima und Yuya Akamatsu vom Forschungsinstitut für Marine Geodynamik in Japan haben Hinweise auf die Existenz von flüssigem Wasser im Inneren des Mars gefunden. „Viele Studien deuten auf die Anwesenheit von Wasser auf dem frühen Mars vor Milliarden von Jahren hin“, erklärte Katayama. „Unser Modell belegt jedoch die Existenz von flüssigem Wasser auf dem heutigen Mars.“ Die Studie von Katayama und Akamatsu wurde im März 2025 in der Fachzeitschrift „Geology“ veröffentlicht.
Das InSight-Seismometer auf der Marsoberfläche, aufgenommen von der Kamera an Bord der Sonde. NASA/JPL–Caltech.
Wie die vorherige Studie basiert auch diese auf seismischen Daten, die mit dem SEIS-Instrument (Seismic Experiment for Interior Structure) gesammelt wurden. Dieses Instrument war Teil der InSight-Mission, die von 2018 bis 2022 auf der Oberfläche des Roten Planeten im Einsatz war.
SEIS war das erste Seismometer, das auf dem Mars in Betrieb war. Es war empfindlich für drei verschiedene Arten von seismischen Wellen, die durch Marsbeben erzeugt werden: Kompressionswellen, die wie eine Schallwelle hin und her schwingen; Scherwellen, die senkrecht zur Ausbreitungsrichtung auf und ab schwingen; und Oberflächenwellen, die sich wie Wellen auf einem Teich über die Marsoberfläche ausbreiten.
Die neue Studie konzentrierte sich auf Kompressions- und Scherwellen im Untergrund. Kompressionswellen sind schnellere seismische Wellen, während Scherwellen langsamer sind und sich in Wasser nicht ausbreiten können, da die Flüssigkeit Schwingungen senkrecht zur Bewegungsrichtung verhindert. Seismometer, die diese beiden Arten von seismischen Wellen messen, können anhand der Signalintensität und der Laufzeit zum Seismometer die Dichte und Zusammensetzung des Untergrundmediums (z. B. Wasser oder Gestein) bestimmen, durch das sich die Wellen ausgebreitet haben.
Vor diesem Hintergrund konzentrierten sich Katayama und Akamatsu auf zwei Übergangsregionen in den seismischen Daten, die abrupte Veränderungen der Eigenschaften des Inneren des Roten Planeten in Tiefen zwischen 10 und 20 Kilometern (6,2 und 12,4 Meilen) aufzuweisen scheinen, also ganz in der Nähe der Stelle, an der frühere Studien angeblich Hinweise auf flüssiges Wasser gefunden haben.
Geophysiker haben zuvor argumentiert, dass diese Übergänge Unterschiede zwischen vulkanischem Material darüber und Impaktauswurfmaterial darunter widerspiegeln, sowie einen Wechsel von porösem Gestein (d. h. gefüllt mit Rissen und Hohlräumen) zu festem Gestein in Tiefen von 12 Meilen (20 Kilometern).
Ein Diagramm, das die Ausbreitung verschiedener seismischer Wellen auf dem Mars veranschaulicht. Ikuo Katayama
Laut Katayama und Akamatsu steckt jedoch noch mehr dahinter. Ihre Analyse von Longitudinal- und Scherwellen, die vom SEIS aufgezeichnet wurden, zeigt, dass das poröse Gestein Wasser enthält, das Risse und Hohlräume in einer Tiefe von 10 bis 20 Kilometern füllt.
Um ihre auf seismischen Daten basierende Hypothese zu überprüfen, untersuchten die beiden Forscher Diabasgesteine (eine Art magmatisches Gestein, auch Dolerit genannt) aus Rydaholm, Schweden. Diese Gesteine zählen zu den besten terrestrischen Analoga von Marsgesteinen, und Katayama und Akamatsu stellten fest, dass Diabasgesteine unter feuchten Bedingungen seismische Signale erzeugen, die denen von SEIS ähneln.
Frühere Studien legten nahe, dass tief unter dem Mars genügend Wasser vorhanden sein könnte, um die Oberfläche der Weltmeere bis in eine Tiefe von 1 bis 2 Kilometern zu bedecken. Die Bestätigung dieser Menge an flüssigem Wasser könnte auf mögliche „mikrobielle Aktivität“ hindeuten, so Katayama.
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