Frische Risse am größten Vulkan des Mars lassen ein Gas entweichen, das auf Magma deutet

Jeden Frühsommer in der nördlichen Hemisphäre des Mars taucht eine Spur von Chlorwasserstoff über den Flanken des Alba Mons auf, des breitesten Vulkans des Planeten – zu einer Jahreszeit, in der das Gas am restlichen Marshimmel verschwunden ist. Direkt unterhalb dieser Detektionen haben Orbitalkameras Schwärme von frischen, schmalen Rissen entdeckt, die zuvor niemand kartiert hatte.

Auf der Erde ist Chlorwasserstoff eines der Gase, die Magma durch Vulkanöffnungen freisetzt. Ein internationales Team, das mit dem ExoMars Trace Gas Orbiter der Europäischen Weltraumorganisation arbeitet, argumentiert nun, dass auf dem Mars dasselbe geschieht: Gas aus einem tief unter der Oberfläche liegenden Magmakörper entweicht durch die Risse, sobald das winterliche Eis, das sie versiegelt, zu Wasserdampf wird. Sollten die Forscher recht haben, ist der Mars eine schlafende Welt und keine geologisch tote – und diese Risse wären der erste Ort, an dem man nach einer warmen, feuchten Tasche unter seiner gefrorenen Oberfläche suchen sollte.

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Mars genügend innere Wärme bewahrt hat, um vulkanische Aktivität bis in die jüngste Zeit zu ermöglichen – und möglicherweise immer noch tut“, sagte Daniel Mège, Professor am Space Research Centre der Polnischen Akademie der Wissenschaften und Ko-Leiter der Studie. Die Arbeit wurde von Alexander Trokhimovskiy vom Space Research Institute der Russischen Akademie der Wissenschaften in Moskau geleitet und umfasst Forscher aus Polen, Russland, dem Vereinigten Königreich, Deutschland, Frankreich, der Schweiz, Italien, der Ukraine und Australien.

Der Mars besitzt die größten Vulkane des Sonnensystems, doch niemand hat je einen ausbrechen sehen. Lavaströme, die nur wenige Millionen Jahre alt zu sein scheinen, und Marsbeben, die von der NASA-Sonde InSight aufgezeichnet wurden, haben angedeutet, dass das Innere nicht völlig erkaltet ist. Was fehlte, war ein Gas – eine chemische Spur, die heute aus dem Boden austritt.

Wie der Orbiter das Gas aufspürte

Der Trace Gas Orbiter trägt das Atmospheric Chemistry Suite, eine Reihe von Infrarotspektrometern, die mittels Sonnenbedeckung arbeiten. Während die Raumsonde den Sonnenauf- oder -untergang durch die dünne Marsatmosphäre beobachtet, zeichnen die Instrumente auf, welche Wellenlängen des Sonnenlichts auf dem Weg absorbiert werden – jedes Gas hinterlässt seinen eigenen Fingerabdruck. Die Methode kann Gase im Bereich von Teilen pro Milliarde nachweisen und bestimmen, in welcher Höhe sie sich befinden.

Dasselbe Instrumententeam hatte Chlorwasserstoff auf dem Mars bereits vor mehreren Jahren erstmals gemeldet. Seitdem wurde das Gas weit verbreitet nachgewiesen, fast immer jedoch in der warmen, staubigen Jahreszeit, wenn der Mars der Sonne am nächsten kommt – mit einem Anstieg und Abfall parallel zu Staub und Wasserdampf. Die Forscher führen diesen saisonalen Anstieg auf chemische Reaktionen zwischen der Luft sowie luftgetragenem Staub und Eis zurück, nicht auf Vulkane.

Die Ausnahme waren zwei Beobachtungen im Nordsommer, wenn der Mars am weitesten von der Sonne entfernt ist und die gesamte Atmosphäre kalt und trocken ist – beide nördlich des Alba Mons. Das Team führte daraufhin eine gezielte Suche in einem späteren Marsjahr durch und fand erneut Chlorwasserstoff über derselben Region, während Umläufe über anderen Breitengraden mit ähnlichen Sichtbedingungen nichts zeigten. „Der Trace Gas Orbiter konnte den entscheidenden Beweis finden. Es war, als würde man die Nadel im Heuhaufen suchen“, sagte Mège.

Risse von weniger als einem Meter Breite

Um eine mögliche Quelle zu finden, untersuchten die Forscher den Boden unterhalb der Detektionspunkte mit drei Kameras: CaSSIS an Bord des Trace Gas Orbiter sowie HiRISE und CTX an Bord des Mars Reconnaissance Orbiter der NASA. Sie fanden lineare Schwärme von Spalten, einige nur wenige Dutzend Zentimeter breit und bis zu Hunderten von Metern lang, gruppiert in Gürteln von Dutzenden Kilometern Länge auf topografischen Rücken. Einige werden von hellen und dunklen Ablagerungen flankiert – eine Farbveränderung, die das Team mit den Krusten vergleicht, die sich um Fumarolen bilden, den Gasöffnungen von Vulkanen auf der Erde.

Die Risse durchschneiden die eisreiche Decke aus Staub und Frost, die diese nördlichen Breiten bedeckt, sowie die polygonalen Muster, die gefrierender Boden erzeugt – sie sind also geologisch jung, wahrscheinlich weniger als eine Million Jahre alt. Sie fluchten zudem mit den großen Störungssystemen um den Vulkan, Tantalus Fossae und Phlegethon Catena.

Der vorgeschlagene Mechanismus ist saisonal. Im Winter, wenn die Temperaturen auf etwa minus 120 Grad Celsius fallen, versiegelt Eis die Spalten. Wenn dieses Eis im Frühsommer direkt zu Wasserdampf wird, entweicht das eingeschlossene Gas – das würde erklären, warum das Signal zur selben Jahreszeit am selben Ort zurückkehrt.

Wie groß der Alba Mons ist – und wie klein das Leck

Der Alba Mons ist ein ungewöhnlicher Vulkan. Seine Lavastromfelder reichen mindestens 1.350 Kilometer vom Gipfel entfernt und er bedeckt eine Fläche, die mit den Vereinigten Staaten vergleichbar ist, doch er erhebt sich nur etwa 6,8 Kilometer hoch – etwa ein Drittel der Höhe des Olympus Mons. Die durchschnittliche Neigung an seiner Nordflanke beträgt etwa ein halbes Grad, flacher als die meisten Autobahnauffahrten.

Das Leck selbst ist bescheiden. Unter der Annahme, dass Chlorwasserstoff etwa einen Marstag in der Atmosphäre überlebt, schätzen die Autoren eine Austrittsrate von weniger als drei Kilogramm pro Sekunde. Vulkane auf der Erde setzen das Gas mit Raten von einigen Kilogramm bis zu mehr als 100 Kilogramm pro Sekunde frei – die Marsquelle liegt also am unteren Ende dieses Bereichs.

Der viel größere saisonale Puls, der über den gesamten Mars in der Nähe seines sonnennächsten Punkts beobachtet wird und auf etwa 180 Kilogramm pro Sekunde geschätzt wird, wird nicht als vulkanischen Ursprungs angesehen. Das Team vermutet jedoch, dass ein Teil dieses Chlors vor langer Zeit aus dem Inneren stammte und seither zwischen Atmosphäre, Oberflächensalzen und Eis zirkuliert.

Was es nicht beweist

Niemand hat Magma gesehen. Es wurde nie ein neuer Lavastrom oder ein Ausbruch auf dem Mars beobachtet, und Schwefeldioxid – das Gas, das am direktesten auf laufende Eruptionen hinweisen würde – wurde nicht nachgewiesen. Die Autoren argumentieren, dass Halogengase wie Chlorwasserstoff aus Magmakörpern in der Tiefe austreten können, ohne dass es zu einem Ausbruch kommt, und ohne das starke Wärmesignal, nach dem Infrarotsuchen nach aktivem Vulkanismus gesucht und nie gefunden haben.

Der Zusammenhang zwischen dem Gas und den Rissen ist eine Schlussfolgerung aus Ort und Zeitpunkt. Die Detektionen sind rar, das Gas ist nicht gut durchmischt und verschwindet schnell, sodass seine Quelle nur grob lokalisiert werden kann. Mège beschrieb die vulkanische Deutung als Intuition, die eines Beweises bedurfte: „Als ich die räumliche Verteilung des Austretens betrachtete, wurde mir sofort klar, dass etwas Vulkanisches dahintersteckt – aber es musste nachgewiesen werden.“ Laut dem Team floss der Großteil der Arbeit in das Testen und Ausschließen chemischer Prozesse in der Atmosphäre, die das Gas stattdessen hätten erzeugen können.

Spurengase auf dem Mars haben zudem eine umstrittene Geschichte. Methanspitzen, die von der NASA-Sonde Curiosity am Boden gemessen wurden, wurden nie aus der Umlaufbahn bestätigt, wo der Trace Gas Orbiter sehr niedrige Obergrenzen gesetzt hat. Ein wiederholter Nachweis über dem Alba Mons, idealerweise durch ein zweites Instrument, würde den vulkanischen Fall erheblich schwerer angreifbar machen.

Warum die Risse für Leben wichtig sind

Magmatische Gase wie Chlorwasserstoff könnten in der Vergangenheit des Planeten weitaus häufiger gewesen sein und dazu beigetragen haben, die Atmosphäre zu verdicken und das Klima zu erwärmen, als flüssiges Wasser weite Teile der Oberfläche bedeckte. Wenn heute noch Wärme aus dem Inneren auf Bodeneis trifft, könnte sie Taschen mit flüssigem Wasser unter der Oberfläche aufrechterhalten.

„Nach marsianischem Leben in den austretenden Spalten der Alba-Mons-Region zu suchen, wäre sehr sinnvoll. Wenn hydrothermale Systeme aktiv sind, könnten sie die Zutaten und die Energie enthalten, die Mikroorganismen für ihre Entwicklung benötigen“, sagte Mège. Das ist ein Vorschlag für künftige Missionen, kein Ergebnis. Colin Wilson, ESA-Projektwissenschaftler für den Orbiter, sagte, die Ergebnisse „könnten sich als TGOs größter Erfolg erweisen“.

Häufige Fragen zu Vulkanen auf dem Mars

Gibt es aktive Vulkane auf dem Mars?

Es wurde noch nie ein Ausbruch auf dem Mars beobachtet. Einige Lavaströme scheinen nur wenige Millionen Jahre alt zu sein, und der über dem Alba Mons nachgewiesene Chlorwasserstoff deutet darauf hin, dass unterirdisches Magma möglicherweise immer noch Gas freisetzt – was den Planeten eher ruhend als erloschen machen würde.

Was ist der Alba Mons?

Der Alba Mons ist ein Schildvulkan in der nördlichen Tharsis-Region und der flächenmäßig größte Vulkan des Mars. Seine Lavaströme reichen mindestens 1.350 Kilometer vom Gipfel, aber er ist nur etwa 6,8 Kilometer hoch.

Warum deutet Chlorwasserstoff auf vulkanische Aktivität hin?

Auf der Erde entweicht Chlorwasserstoff aus Magma durch Schächte und Fumarolen. Auf dem Mars tritt er normalerweise in der warmen Jahreszeit durch atmosphärische Chemie auf – ihn in der kalten Jahreszeit über frischen Spalten zu finden, deutet auf eine Quelle im Boden hin.

Könnte es Leben in den Spalten des Alba Mons geben?

Es gibt keine Hinweise auf Leben dort. Die Forscher vermuten, dass wenn Magmawärme auf unterirdisches Eis trifft, hydrothermale Systeme entstehen könnten – die Art von Umgebung, in der auf der Erde Mikroben gedeihen, was die Spalten zu einem Kandidaten für künftige Erkundungen macht.

Die Studie wurde am 4. November 2026 in Science Advances veröffentlicht. Die ersten beiden Kaltzeit-Detektionen stammen aus dem Marsjahr 2019 bis 2021, die bestätigende Suche aus dem Jahr von Ende 2022 bis Ende 2024; eines der CaSSIS-Bilder der Spalten wurde am 3. Februar 2023 aufgenommen. Der nächste frühe Nordsommer auf dem Mars, in dem das saisonale Modell die Rückkehr des Gases über dem Alba Mons vorhersagt, beginnt etwa im April 2027, und der Trace Gas Orbiter bleibt im Orbit, um danach zu suchen.

Referenz: Trokhimovskiy et al., „Enigmatic HCl detections as a potential signature of igneous activity on Mars,“ Science Advances, 2026. DOI: 10.1126/sciadv.aeb9422

Schlagwörter: Astronomie, Mars, esa, Alba Mons, Chlorwasserstoff, ExoMars Trace Gas Orbiter