Warum ein uralter Flutkanal auf dem Mars die Geheimnisse außerirdischen Lebens birgt

Entlang der zerklüfteten Übergangszone, die das kraterreiche südliche Hochland des Mars von den weichen nördlichen Tiefebenen trennt, liegt eine der rätselhaftesten Narben des Sonnensystems. Mawrth Vallis, benannt nach dem walisischen Wort für Mars, ist ein uralter Ausflusskanal, der sich über etwa 636 Kilometer durch das Gradfeld Oxia Palus erstreckt. Anders als typische trockene Flusstäler, die durch sanfte, anhaltende Niederschläge geformt wurden, entstand Mawrth Vallis vor mehr als 3,7 Milliarden Jahren durch gewaltige Sturzfluten, die mit unbändiger Wucht durch die Marskruste brachen. Heute enthüllen seine freigelegten Canyonwände und Plateaus eine sichtbare stratigraphische Bibliothek, die Planetengeologen als das wichtigste Fenster in die wasserreiche Vergangenheit des Roten Planeten betrachten.

Das Ausmaß dieser Schlucht entzieht sich jedem irdischen Vergleich. Bis zu zwei Kilometer tief unter das umgebende marsianische Höhenniveau eingeschnitten, durchbricht das Tal kraterreiches Noachisches Terrain – eine Epoche, in der der Mars einen aktiven Wasserkreislauf, eine dichtere Atmosphäre und möglicherweise einen ausgedehnten nördlichen Ozean besaß. Spektrometer im Orbit, darunter das Instrument CRISM an Bord des Mars Reconnaissance Orbiter der NASA und das OMEGA-Spektrometer auf Mars Express der Europäischen Weltraumorganisation, lenkten Mitte der 2000er Jahre erstmals die globale Aufmerksamkeit auf diesen verlassenen Chasm. Statt gleichförmigem vulkanischem Basalt registrierten die Messgeräte riesige Vorkommen von Schichtsilikaten oder Tonmineralen, die hunderte Quadratkilometer bedecken.

Diese Tonschichten stellen eine vertikale Zeitleiste sich wandelnder geochemischer Bedingungen dar. An der Basis der Schichtenfolge liegt eine dicke, dunkle Schicht, die reich an eisen- und magnesiumhaltigen Smektittonen ist, vor allem Nontronit. Solche Minerale entstehen typischerweise in neutralen bis alkalischen Gewässern, in denen flüssiges Wasser über lange Zeiträume mit basaltischem Gestein in hydrothermalen Umgebungen oder stehenden Gewässern interagiert. Über diesem Fundament ruht eine Zwischenschicht aus aluminiumreichen Tonen, darunter Montmorillonit und Kaolinit, gekrönt von wasserhaltigem Siliziumdioxid.

Diese ausgeprägte Schichtung dokumentiert einen dramatischen Wandel des Marsklimas. Der Übergang von Eisen-Magnesium-Smektiten zu aluminiumreichem Kaolinit deutet auf eine intensive Auswaschung durch saure oder verwitterte Oberflächengewässer hin, als der Planet während des Übergangs von der Noachischen zur Hesperischen Epoche abkühlte und austrocknete. Den Abschluss des Sedimentpakets bildet eine dunkle, widerstandsfähige Decke aus Vulkangestein, die diese empfindlichen Tonablagerungen über Jahrmilliarden vor Winderosion und kosmischer Strahlung schützte.

Für Astrobiologen sind Phyllosilikate wertvoller als alle anderen Marsgesteine, da Tonminerale organische Moleküle und Mikrofossilien außergewöhnlich gut konservieren können. Auf der Erde binden feinkörnige Tonminerale Biomoleküle in mikroskopisch kleinen Schichten ein und bewahren sie über Milliarden von Jahren vor Oxidation und Zerfall. Da Mawrth Vallis hunderte Meter unversehrter Tonschichten ohne die auf tektonisch aktiven Planeten üblichen Gesteinsveränderungen freilegt, wurde es zu einem der führenden Landeplatzkandidaten für robotische Missionen.

Während des Auswahlprozesses für den NASA-Rover Curiosity schaffte es Mawrth Vallis unter die letzten vier Finalisten, bevor die Wahl wegen Bedenken hinsichtlich der Geländerauheit und Radarrückstreuung auf den Gale-Krater fiel. Jahre später stand das Tal erneut auf der Auswahlliste für den Rover Rosalind Franklin der ExoMars-Mission, unterlag jedoch dem benachbarten Oxia Planum. Trotz der bislang ausgebliebenen Rover-Erkundung bleibt Mawrth Vallis ein zentraler Schwerpunkt für künftige Probenrückholungsmissionen und bemannte Raumfahrtkonzepte. Die enorme Mächtigkeit seiner wasserhaltigen Schichten stellt sicher, dass dieser erstarrte Flutkanal ein Schlüssel zur Frage bleibt, ob Leben jemals jenseits der Erde Fuß fassen konnte.