Wissenschaftler beobachten seit langem, dass sich der Mars jedes Jahr etwas schneller dreht, die Ursache blieb jedoch unbekannt. Neue Forschungsergebnisse, die am 18. Februar im Journal of Geophysical Research: Planets veröffentlicht wurden, deuten darauf hin, dass eine riesige, schwimmende Gesteinswolke tief unter der Planetenoberfläche der Übeltäter sein könnte – und dass diese Entdeckung unser Verständnis der Abkühlung des Planeten in Frage stellt.
Das Geheimnis des Mars-Spins
Die subtile, aber messbare Beschleunigung der Marsrotation gab den Forschern jahrelang Rätsel auf. Während die Oberfläche des Planeten geologisch alt erscheint, ist seine innere Dynamik noch lange nicht tot. Die vorherrschende Theorie war, dass der Planet einfach langsamer abkühlte als erwartet, aber diese neue Studie schlägt einen aktiven Mechanismus vor: eine „negative Massenanomalie“ – eine Region ungewöhnlich leichter Materie –, die durch den Marsmantel aufsteigt.
Warum das wichtig ist: Bei der Planetenrotation geht es nicht nur um Geschwindigkeit; es offenbart Kernprozesse. Das Verständnis, warum sich der Mars schneller dreht, liefert Einblicke in seine innere Wärmeverteilung, seine geologische Aktivität und sogar seine langfristige Bewohnbarkeit.
Eine vulkanförmige Anomalie
Die Studie konzentriert sich auf die Vulkanprovinz Tharsis, eine riesige Region, die sich über 3.700 Meilen über die Marsoberfläche erstreckt. Im Gegensatz zur Erde fehlt dem Mars eine aktive Plattentektonik. Stattdessen sind seine Vulkane über Milliarden von Jahren gewachsen und haben riesige Strukturen aufgetürmt, weil sich an einer Stelle Lava ansammelt. Der InSight-Lander der NASA, der ab 2018 das Marsinnere untersuchte, lieferte wichtige Daten zur Krustendicke, die die Forschung unterstützten.
Forscher verwendeten Computersimulationen auf der Grundlage der Erkenntnisse von InSight, um die Untergrundstruktur zu modellieren, die die Dominanz der Tharsis-Region auf einer Seite des Planeten erklären könnte. Die Modelle deuteten auf eine Wolke aus Material geringer Dichte im Erdmantel unter Tharsis hin.
„Die negative oder leichte Massenanomalie wird sich nach oben bewegen und die Lithosphäre des Mars treffen, wodurch Schmelztaschen entstehen, die das Potenzial haben, die Kruste zu durchdringen und als Vulkane auszubrechen“, erklärt Bart Root, der Hauptautor der Studie.
Von Vulkanen zur Geschwindigkeit
Die Forscher vermuten, dass diese weniger dichte Wolke nicht nur die vulkanische Aktivität anheizt; Es beeinflusst auch die Drehung des Planeten. Messungen der Viking-Landesonden in den 1970er Jahren und von InSight zeigen, dass der Marstag um etwa 70 Mikrosekunden pro Jahr schrumpft, was auf einen leichten, aber stetigen Anstieg der Rotationsgeschwindigkeit hinweist.
Das Team führte Simulationen durch, um festzustellen, ob die sich verschiebende Masse dieser unterirdischen Wolke die beobachtete Beschleunigung erklären könnte. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das leichtere Material, das in Richtung Äquator aufsteigt, dazu führt, dass schwerere Masse in Richtung der Rotationsachse sinkt, was die Drehung beschleunigt – ähnlich wie ein Eiskunstläufer beschleunigt, indem er seine Arme nach innen zieht.
Implikationen für die Planetenwissenschaft
Diese Entdeckung hat weitreichendere Auswirkungen. Der Mars ist kleiner als die Erde, und Wissenschaftler gingen bisher davon aus, dass er relativ schnell abkühlen und geologisch inaktiv werden würde. Wenn jedoch eine tiefe Mantelwolke bestehen bleiben und die vulkanische Aktivität vorantreiben kann, könnten kleinere Gesteinswelten länger aktiv bleiben als bisher angenommen.
Dies stellt die traditionelle Sichtweise der Planetenentwicklung in Frage: Wenn der Mars erhebliche innere Wärme speichert, deutet dies darauf hin, dass andere kleine Planeten und Monde in unserem Sonnensystem und darüber hinaus geologisch dynamischer sein könnten, als uns bewusst ist.
Die Forschung ist noch nicht abgeschlossen, aber diese Erkenntnisse könnten unser Verständnis der inneren Prozesse von Gesteinsplaneten grundlegend verändern. Weitere Untersuchungen werden die Modelle verfeinern und schlüssigere Beweise liefern, doch vorerst verändert der verborgene Motor unter der Marsoberfläche unsere Sicht auf den Roten Planeten.
