Weltraumorganisationen wie die NASA und Roscosmos überwachen den Mars bereits seit Jahrzehnten. Neben diversen eigenartigen Gesteinsformationen und Kratern ist den Astronomen dabei insbesondere ein Phänomen ins Auge gefallen. Denn auf der Mars-Oberfläche finden sich „Spinnen“. Bei den sogenannten Araneiformen handelt es sich um Systeme von sich verzweigenden, fraktalen Trögen, die nur in den südlichen Polarregionen des Roten Planeten zu finden sind. Nun endlich könnten Forscher eine Erklärung für ihre Entstehung gefunden haben.

Mars-Oberfäche: „Spinnen“ werfen Fragen auf

Das Besondere an diesen „Mars-Spinnen“ ist, dass sich vergleichbare Formationen weder auf der Erde noch auf irgendeinem anderen Planeten unseres Sonnensystems finden. Dadurch wird es Wissenschaftlern erschwert, zu verstehen, was genau die Entstehung dieser Graben-Systeme in der Mars-Oberfläche verursacht und beeinflusst. Ein Modell, die Kieffers Hypothese, besagt, dass die Formen durch die direkte Sublimation von gefrorenem Kohlendioxid (CO2) geformt werden.

„Kieffers Hypothese ist seit mehr als einem Jahrzehnt anerkannt, aber bis jetzt war sie in einem rein theoretischen Kontext eingebettet“, erklärt die Planetenforscherin Lauren McKeown, früher am Trinity College Dublin in Irland und jetzt an der Open University. Neue Experimente würden zeigen, „dass die Spinnenmuster, die wir vom Orbit aus auf dem Mars beobachten, durch die direkte Umwandlung von Trockeneis von fest zu gasförmig entstehen können.“

Araneiformen auf der Erde erzeugt

McKeown und ihr Team entwarfen ein Experiment, um den Prozess in einer Laborumgebung zu replizieren. Dabei machten den sogenannten Leidenfrost-Effekt zunutze: Wenn ein Wassertropfen auf eine Oberfläche platziert wird, die deutlich heißer ist als der Verdampfungspunkt des Wassers, schwebt der Tropfen.

In einer Kammer, die dem Druck der Atmosphäre des Roten Planeten angepasst war platzierten die Forscher eine CO₂-Eisplatte auf einer simulierten Mars-Oberfläche. Als das Eis den Boden berührte, begann es zu sublimieren. Dies zeigte sich in Form von Gas, das aus einem Loch austrat.

Als das Team die Platte wieder anhob, offenbarten sich ebenjene spinnenartigen Fraktal-Systeme, die der Geophysiker Hugh Kieffer und seine Kollegen bereits 2006 zu erklären versuchten. Die Forscher wiederholten das Experiment mit unterschiedlich großen Körnern, um zu beobachten, wie verschiedene Regolith-Texturen das Ergebnis beeinflussen. Sie fanden heraus, dass das Muster umso verzweigter ist, je feiner die Korngröße ist.

Geheimnisse des Roten Planeten

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die geomorphologischen Prozesse auf dem Mars noch einige Geheimnisse in petto haben und dass die Kohlendioxid-Sublimation eine Erklärung für andere seltsame Oberflächenmerkmale auf dem Mars sein könnte. Das Team um Lauren McKeown hofft, dass die Untersuchung von Araneiformen über mehrere Marsjahre hinweg helfen könnte, mehr Licht auf die jahreszeitlichen Prozesse des Roten Planeten zu werfen.

Doch treten auch oberhalb der Mars-Oberfläche Phänomene auf, die sich nur schwerlich mittels herkömmlicher Methoden erklären lassen. So haben Forscher erst jüngst festgestellt, dass Mars-Stürme die Erde regelrecht mit Staub „sprenkeln“ und dadurch Zodiakallicht erzeugen können. Darüber hinaus wollen Wissenschaftler eine Erklärung dafür gefunden haben, wohin das Wasser auf dem Mars verschwunden sein könnte.