Terraforming Mars: So kann der Rote Planet für Menschen bewohnbar werden (2024)

Mittwoch, 07.06.2023, 13:29

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Mars ist heute ein trockener, öder Planet. Das war nicht immer so. In der sogenannten Noachischen Periode vor 3,8 bis 3,5 Milliarden Jahren war er warm und hatte flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche. Die Atmosphäre war stark CO-haltig und der Druck betrug 0,1 bis 20 bar. Flüssiges Wasser muss es bis vor etwa 1,8 Milliarden Jahren gegeben haben, das wissen wir heute.

Wo sind die Atmosphäre und das Wasser von damals hin?

Wie der Mars seine Atmosphäre verlor

Leider hat Mars nur elf Prozent der Masse der Erde und 38 Prozent seiner Gravitation auf der Oberfläche. Wegen seiner geringen Größe ist er ausgekühlt und hat keinen heißen Kern und somit kein Magnetfeld wie die Erde, das ihn schützt. Der Sonnenwind bestehend aus Protonen konnte daher ungehindert auf seine frühere Atmosphäre einschlagen und sie ionisieren.

Wegen des fehlenden Magnetfeldes und das schwächeren Gravitationsfeldes verlor er ständig geringe Teile seiner Atmosphäre, so dass er heute einen Druck von nur noch sieben Millibar hat, also weniger als 1/100 der Erdatmosphäre. Teile des Wassers verdunsteten wahrscheinlich auch, aber der größte Teil versickerte in tiefere Schichten.

Über den Experten

Das CO von damals ist hauptsächlich in den vereisten Polen und dem Gestein als Kalziumcarbonat gebunden. Ein geringer Teil steckt in der Atmosphäre.

So könnte man dem Mars einheizen

Ließe sich die Atmosphäre zurückgewinnen und aus dem gefrorenen Wasser wieder große Seen oder Meere schaffen? Seit dem ersten solchen Vorschlag von Carl Sagan im Jahre 1973 gibt es eine Reihe von Veröffentlichungen, die zeigen, dass das im Prinzip geht. Inzwischen gibt es dazu eine Forschungsrichtung, die sich Ecopoiesis nennt, aber weit geläufiger ist der Ausdruck Terraforming aus dem Science Fiction Genre.

Der Dreh- und Angelpunkt ist eine Erwärmung des Planeten. Der wohl effektivste Vorschlag kam im Jahre 1984 vom Atmosphärenphysiker James Lovelock. Er schlug vor, Supertreibhausgase, sogenannte Perfluorcarbone (PFC), also etwa CF, CF oder SF, in die Marsatmosphäre einzubringen. Das geschähe mit einigen hundert Produktionsanlagen, jede so groß wie ein Auto, die aus dem Mars-Regolith mit Sonnenlicht PFC herstellen würden.

Das Wasser kommt zurück

Nach etwa 100 Jahren würde so die Oberflächentemperatur von -60 Grad Celsius auf -40 Grad Celsius steigen, bei der das CO an den Polen und im Gestein wieder in die Atmosphäre ausgasen und einen Atmosphärendruck von 0,3 bis 2 Bar erzeugen würde. Da CO selbst wieder ein starkes Treibhausgas ist, würde die Temperaturen innerhalb von etwa 600 Jahren auf etwa 20 Grad Celsius steigen und dabei das Wassereis verflüssigen, das an die Oberfläche gelangen und Seen und Meere bilden würde. Der starke Atmosphärendruck würde die Evaporation des Wassers verhindern. Der Mars wäre also nach 600 Jahren wieder warm und feucht wie früher.

Auf so einem Planeten könnte man bereits mit üblicher Straßenkleidung umhergehen, versorgt durch ein O-Atemsystem auf dem Rücken vergleichbar mit den heutigen Tauchausrüstungen. Wegen der geringen Schwerkraft des Mars von etwa einem Drittel der Erde stellten diese jedoch keine allzu große Bürde dar.

Terraforming – die Kür

Die interessanteste Frage wäre: Ließe sich das CO in der Atmosphäre sogar in Sauerstoff umwandeln? Das ginge, wenn man etwa Algen auf den Mars brächte, die beliebig hohe CO-Konzentration vertragen. Mit sinkender CO-Konzentration könnten dann auch Pflanzen den Mars besiedeln, aber er auch wieder abkühlen, denn er bekommt nur 43 Prozent der Sonnenstrahlen ab wie die Erde. Daher bräuchte man ständig eine sehr geringe PFC-Konzentration von nur einigen ppm, die für Lebewesen jedoch nicht gefährlich sind, da PFCs inerte Gase sind.

Die Photosynthese-Effizienz von Pflanzen ist jedoch extrem gering, weshalb die Umwandlung von CO in Sauerstoff mehr als eine Million Jahre dauern würde. In dieser Zeit könnten aber bereits Insekten, Würmer und andere niedrigere Lebewesen mit hoher CO-Toleranz den Mars bevölkern, bis irgendwann vielleicht auch Menschen dort frei leben könnten.

Man schätzt, dass diese Atmosphäre wegen des Fehlens eines schützenden Magnetfeldes nach einigen hundert Millionen Jahre wieder verloren ginge. Aber 100 Millionen Jahre sind im Vergleich zum Alter von hom*o sapiens von 200.000 Jahren doch eine genügend lange Zeit, um der Menschheit ein Ausweichquartier zu bieten, um von dort eventuell auf erdähnliche Planeten auf anderen Sternen auszuwandern.

Copyright: Die Rechte am Artikel liegen bei Ulrich Walter.

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