Die Marsatmosphäre besteht aus 95% Kohlendioxid, 3% Stickstoff, 1,6% Argon und enthält geringe Mengen an Sauerstoff und Wasser sowie Spuren von Methan. Und das Rätsel ist etwas rätselhafter geworden, da die Lebensdauer von Methan in der Marsatmosphäre noch kürzer zu sein scheint, als Wissenschaftler ursprünglich gedacht hatten. Mithilfe von Beobachtungen des Mars Global Surveyor, der fast zehn Jahre lang im Orbit funktionierte, hat eine Gruppe von Wissenschaftlern aus Italien festgestellt, dass das Methan in der Marsatmosphäre weniger als ein Jahr hält.
Die Wissenschaftler Sergio Fonti (Università del Salento) und Giuseppe Marzo (NASA Ames) berichteten auf dem European Planetary Science Congress in Rom über ihre Erkenntnisse zur Entwicklung des Methans über drei Marsjahre.
"In der Marsatmosphäre sind nur geringe Mengen Methan vorhanden, die aus sehr lokalisierten Quellen stammen", sagte Fonti. „Wir haben Änderungen der Gaskonzentrationen untersucht und festgestellt, dass es saisonale und auch jährliche Schwankungen gibt. Die Quelle des Methans könnte geologische oder biologische Aktivität sein - wir können es derzeit noch nicht sagen. Es scheint jedoch, dass die Obergrenze für die Methanlebensdauer in der Marsatmosphäre weniger als ein Jahr beträgt. “
Die Methanwerte sind im Herbst auf der Nordhalbkugel mit lokalisierten Spitzenwerten von 70 Teilen pro Milliarde am höchsten, obwohl Methan zu dieser Jahreszeit auf dem größten Teil des Planeten nachgewiesen werden kann. Im Winter ist ein starker Rückgang zu verzeichnen, wobei nur ein schwaches Band zwischen 40 und 50 Grad nördlich liegt. Die Konzentrationen nehmen im Frühjahr wieder zu und steigen im Sommer schneller an und breiten sich über den gesamten Planeten aus.
"Eines der interessanten Dinge, die wir gefunden haben, ist, dass im Sommer, obwohl das allgemeine Verteilungsmuster ähnlich ist wie im Herbst, auf der südlichen Hemisphäre tatsächlich höhere Methanwerte vorhanden sind. Dies könnte auf die natürliche Zirkulation in der Atmosphäre zurückzuführen sein, muss jedoch durch geeignete Computersimulationen bestätigt werden “, sagte Fonti.
Es gibt drei Regionen auf der Nordhalbkugel, in denen die Methankonzentrationen systematisch höher sind: Tharsis und Elysium, die beiden Hauptvulkanprovinzen, und Arabia Terrae mit einem hohen Anteil an unterirdischem Wassereis. Die höchsten Werte sind in Tharsis zu finden, wo geologische Prozesse wie Magmatismus, hydrothermale und geothermische Aktivitäten andauern könnten.
„Es ist offensichtlich, dass die höchsten Konzentrationen mit den wärmsten Jahreszeiten und Orten verbunden sind, an denen günstige geologische - und damit biologische - Bedingungen wie geothermische Aktivität und starke Flüssigkeitszufuhr herrschen. Die im Sommer verfügbare höhere Energie könnte die Freisetzung von Gasen aus geologischen Prozessen oder Ausbrüchen biologischer Aktivität auslösen “, sagte Fonti.
Die Mechanismen zur Entfernung von Methan aus der Atmosphäre sind ebenfalls nicht klar. Photochemische Prozesse würden das Gas nicht schnell genug abbauen, um den Beobachtungen zu entsprechen. Windgetriebene Prozesse können der Atmosphäre jedoch starke Oxidationsmittel hinzufügen, wie beispielsweise das hochreaktive Salzperchlorat, das Methan viel schneller aufnehmen kann.
Marsjahre sind fast doppelt so lang wie Erdjahre. Das Team verwendete zwischen Juli 1999 und Oktober 2004 Beobachtungen des Thermal Emission Spectrometer (TES) auf dem Mars Global Surveyor. Das Team untersuchte eines der charakteristischen spektralen Merkmale von Methan in fast 3 Millionen TES-Beobachtungen und mittelte die Daten zusammen, um Rauschen zu eliminieren.
"Unsere Studie ist das erste Mal, dass Daten von einem umlaufenden Spektrometer zur Überwachung von Methan über einen längeren Zeitraum verwendet wurden", sagte Fonti. „Der riesige TES-Datensatz hat es uns ermöglicht, den Methankreislauf in der Marsatmosphäre mit beispielloser Genauigkeit und Vollständigkeit zu verfolgen. Unsere Beobachtungen werden sehr nützlich sein, um die Herkunft und Bedeutung von Marsmethan einzuschränken. “
Methan wurde erstmals 2003 in der Marsatmosphäre von bodengestützten Teleskopen nachgewiesen und ein Jahr später vom Raumschiff Mars Express der ESA bestätigt. Im vergangenen Jahr zeigten Beobachtungen mit bodengestützten Teleskopen erste Hinweise auf einen saisonalen Zyklus.
Quelle: European Planetary Science Congress
