Schon für die Menschen der Antike war der Mars ein besonderer Planet. Wegen seiner rot-bräunlichen Farbe brachten ihn verschiedene Kulturen mit dem Krieg in Verbindung. Der römische Gott Mars, nach dem der Planet benannt ist, galt als Gott des Krieges. Die Färbung hängt mit Eisenoxid im Gestein zusammen. Salopp formuliert könnte man es auch so sagen: Der Mars ist ein rostiger Planet. Einst besaß auch dieser Nachbarplanet der Erde eine dichte Atmosphäre, doch der Großteil davon scheint vom Sonnenwind ins All geblasen worden zu sein.
Gestützt wird diese verbreitete Annahme durch Analysen von Daten der US-Raumsonde „Maven“, die seit 2014 die Marsatmosphäre im Detail untersucht. Eine Forschergruppe um Bruce Jakosky von der Universität von Colorado in Boulder hat die Forschungsergebnisse kürzlich im US-Fachjournal „Science“ veröffentlicht. Danach war die Marsatmosphäre einmal so dicht wie die irdische. Während die irdische allerdings heute zu rund 78 Prozent aus Stickstoff und zu etwa 21 Prozent aus Sauerstoff besteht, bestand die Atmosphäre des Mars vor allem aus Kohlendioxid.
Das Sonnensystem mit seinen Planeten ist rund viereinhalb Milliarden Jahre alt. Viele Astronomen nehmen an, dass der junge Mars ein vergleichsweise warmes und feuchtes Klima hatte, bei dem Leben möglich gewesen wäre. Voraussetzung wäre allerdings eine deutlich dichtere Atmosphäre als heute gewesen. Heute ist die Atmosphäre des Roten Planeten so dünn, dass sie nur wenig Sonnenenergie speichern kann. Den größten Anteil an dieser dünnen Atmosphäre hat mit gut 95 Prozent Kohlendioxid. Die mittlere Temperatur liegt bei etwa minus 55 Grad Celsius. Da der Mars kein Magnetfeld wie die Erde besitzt, ist er dem Sonnenwind, einem Strom vom Zentralgestirn kommender elektrisch geladener Teilchen, schutzlos ausgeliefert. Das irdische Magnetfeld fängt die meisten dieser Teilchen ab und leitet sie um den Planeten herum. Beim Mars hingegen dringen die schnellen Teilchen tief in die Atmosphäre ein, kollidieren mit Atomen der Gashülle und sorgen dafür, dass diese in den Weltraum gelangen.
Mit verschiedenen Messungen haben Forscher versucht, diesen noch immer andauernden Verlust an Gas zu quantifizieren. Mithilfe der Raumsonde „Maven“ waren Wissenschaftler in der Lage, das Edelgas Argon als Indikator zu untersuchen. Atome ein und desselben chemischen Elements können unterschiedliche Massen haben. Solche Varianten werden als Isotope bezeichnet. Die Wissenschaftler bestimmten das Verhältnis der beiden Argon-Varianten Ar-36 und Ar-38. Der Gasverlust in einer Atmosphäre betreffe stets stärker die Varianten mit einer geringeren Masse, betonten die Forscher. Diese Varianten sind in größeren Höhen häufiger, wo der Sonnenwind an Stärke zunimmt. Aus der gemessenen Anreicherung der Argon-Variante Ar-38 mit ihrer größeren Masse in der Marsatmosphäre haben die Wissenschaftler berechnet, dass dem Roten Planeten im Laufe seiner Existenz rund zwei Drittel des Edelgases Argon abhandengekommen sein müssen. Diese Analyse diente Jakosky und seinen Kollegen als Grundlage, um eine Vorstellung zu gewinnen, wie viel Kohlendioxid über den gleichen Mechanismus verloren gegangen sein könnte.
Aus den Überlegungen folgt, dass der Mars einst eine ähnlich dichte Atmosphäre wie die Erde hatte. Die „Maven“-Messungen belegten, dass der Verlust an Kohlendioxid ein bedeutender Prozess für die Entwicklung der Marsatmosphäre gewesen sei, erklärten die Forscher. Möglicherweise sei der Verlust sogar noch größer gewesen, als es der beschriebene Mechanismus nahelege. Ein kleinerer Teil sei vermutlich in den oberen Bodenschichten gebunden worden, unter anderem in Form von Karbonatmineralien. Ein weiterer Teil lagere in Form von Trockeneis in den Polkappen des Roten Planeten.
