Hatte der Mars je eine lebensfreundliche Oberfläche? Die Planetenkundler tun sich schwer damit, genügend Reste einer ehemaligen Atmosphäre aufzuspüren. Selbst wenn man bedenkt, dass der Mars vielleicht einen großen Teil des Sauerstoffs und Wassers ins All verloren haben könnte, bleiben Lücken – auch für die Vergangenheit.

Andererseits gibt es natürlich die heute noch sichtbaren Täler, trockenen Gewässer und Flusssysteme, in den vor Milliarden Jahren Wasser geflossen sein müsste. Und wenn das Wasser an der Oberfläche nicht gefroren war, müssen die Temperaturen angenehm gewesen sein. Selbst wenn dagegen spricht, dass die Sonne damals deutlich weniger hell und warm war.

Eine neue Studie, die in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht wurde, könnte jetzt dazu beitragen, das so genannte Paradoxon der schwachen jungen Sonne zu lösen – eine nach wie vor bestehende Schlüsselfrage in der Marswissenschaft.

“Selbst wenn Treibhausgase wie Kohlendioxid und Wasserdampf in Computersimulationen in die frühe Marsatmosphäre gepumpt werden, haben die Klimamodelle immer noch Mühe, einen langfristig warmen und feuchten Mars zu unterstützen”, sagt der leitende Autor Lujendra Ojha von der Rutgers University New Brunswick. “Ich und meine Koautoren schlagen vor, dass das schwache junge Sonnenparadoxon zumindest teilweise gelöst werden könnte, wenn der Mars in seiner Vergangenheit viel geothermische Wärme produzierte.”

Auf Gesteinsplaneten wie Mars, Erde, Venus und Merkur erzeugen wärmeproduzierende Elemente wie Uran, Thorium und Kalium durch radioaktiven Zerfall Wärme. In einem solchen Szenario kann durch Schmelzen am Boden dicker Eisschilde flüssiges Wasser erzeugt werden, auch wenn die Sonne schwächer war als jetzt. Auf der Erde zum Beispiel bildet die Erdwärme subglaziale Seen in Gebieten des westantarktischen Eisschildes, Grönlands und der kanadischen Arktis. Es ist wahrscheinlich, dass ein ähnliches Schmelzen dazu beitragen kann, das Vorhandensein von flüssigem Wasser auf dem kalten, gefrorenen Mars vor 4 Milliarden Jahren zu erklären.

Die Wissenschaftler untersuchten verschiedene Marsdatensätze, um herauszufinden, ob eine Erwärmung durch Erdwärme im Noachianischen Zeitalter möglich gewesen wäre. Sie zeigten, dass die für das unterirdische Schmelzen erforderlichen Bedingungen auf dem alten Mars allgegenwärtig gewesen wären. Selbst wenn der Mars vor 4 Milliarden Jahren ein warmes und feuchtes Klima gehabt hätte, mit dem Verlust des Magnetfeldes, der Ausdünnung der Atmosphäre und dem anschließenden Absinken der globalen Temperaturen im Laufe der Zeit, wäre flüssiges Wasser später möglicherweise nur noch in großen Tiefen stabil gewesen. Daher könnte das Leben, falls es jemals auf dem Mars entstanden ist, dem flüssigen Wasser in immer größere Tiefen gefolgt sein.

“In solchen Tiefen könnte das Leben durch hydrothermale (Heiz-)Aktivität und Gestein-Wasser-Reaktionen aufrechterhalten worden sein”, sagt Ojha. “Der Untergrund könnte also die am längsten lebende bewohnbare Umgebung auf dem Mars darstellen”. Künftige Marsmissionen suchen also am besten auch unter ihren Füßen danach.