Ein Schwefelhauch auf dem Mars

Meldung vom 21.12.2007 - Forscher: Schwefeldioxid wirkte in der Jugend des roten Planeten als Treibhausgas

Das Gas Schwefeldioxid (SO2) spielte eine Schlüsselrolle für das Klima auf dem Mars vor vier Milliarden Jahren: Als starkes Treibhausgas in der Atmosphäre des Planeten stabilisierte es die Temperaturen. Damit wurde das Klima anders als auf der Erde, wo Kohlendioxid mit das Wettergeschehen steuert, durch einen aktiven Schwefelkreislauf aufrechterhalten.

Wissenschaftler rätseln seit langem, wie das Klima auf dem Mars vor etwa vier Milliarden Jahren so viel wärmer sein konnte als heute, obwohl es keine Hinweise auf einen aktiven Kohlenstoffkreislauf gibt. Eine solche Steuerung hätte es mit den klimatischen und geochemischen Bedingungen auf dem Mars theoretisch geben können: Es gibt sowohl Hinweise für flüssiges Wasser an der Oberfläche des Planeten als auch für eine mit Kohlendioxid angereicherte Atmosphäre. Auf dem Mars setzten zu dieser Zeit Vulkane einer riesigen Vulkanregion namens Tharsis große Mengen Kohlendioxid frei. Ein solcher Kohlenstoffzyklus auf dem Mars hätte zu den gegebenen Temperaturen große Mengen von Kalkstein produzieren müssen – ein Gestein, von dem Forscher auf dem Planeten jedoch nur geringe Mengen fanden.

Stattdessen entdeckten Wissenschaftler auf dem Mars große Mengen schwefelhaltiges Gestein. Der tatsächliche Grund des warmen Klimas auf dem Mars könnte daher ein Kreislauf auf der Basis von Schwefeldioxid gewesen sein, vermuten die Forscher. Schwefeldioxid wird ebenfalls bei Vulkanausbrüchen freigesetzt und ist zudem ein starkes Treibhausgas. Auf der Erde wird Schwefeldioxid vergleichsweise schnell zu Sulfat oxidiert und so der Atmosphäre entzogen. Dagegen war der Sauerstoffgehalt auf dem frühen Mars viel geringer, so dass die Lebensdauer des Schwefeldioxids sehr viel höher war, argumentieren die Autoren.

Schwefeldioxid löst sich gut in Wasser und senkt durch die Bildung von Schwefliger Säure den pH-Wert. Unter solchen sauren Bedingungen werden nicht Kalkstein, sondern schwefelhaltige Mineralien abgelagert – auch, wenn das Schwefeldioxid nur in geringen Mengen vorkommt. So erklären die Forscher um Halevy die Funde von schwefelhaltigen Gesteinen und das Fehlen von Kalkstein.

Stimmt die Hypothese, lassen sich auch Rückschlüsse auf die Zusammensetzung der frühen Erdatmosphäre ziehen. So erklärt Daniel Schrag, einer der beteiligten Wissenschaftler: "Bevor es Leben auf der Erde gab, war unsere Atmosphäre der des Mars wahrscheinlich relativ ähnlich. Schwefeldioxid mag eine ebenfalls wichtige Rolle gespielt haben."

Itay Halevy (Harvard-Universität, Cambridge) et al.: Science, Band 318, S. 1903

wissenschaft.de – Christina Taraschewski