Mars

Der Mars ist nach der Venus der zweinächste Nachbarplanet der Erde und mit Sicherheit der erdähnlichste aller Planeten. Der vierte Planet, von der Sonne her gerechnet, ist der drittkleinste der terrestrischen Planeten im Sonnensystem (nach Merkur und Pluto). Auf Mars könnten sich einst einfache Formen von Leben entwickelt haben. Mars ist der Planet, der von den meisten Raumsonden besucht wurde und wird wohl auch der erste fremde Planet sein, den die Menschen betreten. Er hat eine sehr dünne Atmosphäre aus Kohlendioxid, rostrote Gesteine sind weit verbreitet - daher der Name "Roter Planet".
Seit Jahrhunderten faszinierte der Mars die Menschen mit seiner roten Farbe - weshalb man ihm den Namen des Gotts des Krieges und des Blutes - Mars / Ares gegeben hat. Dass seine Monde Phobos und Deimos (lat. "Furcht" und "Schrecken") genannt wurden, passt hier nur gut. Seit dem 19. Jahrhundert ist der Mars zudem der Lieblingsschauplatz von Science-Fiction-Storys.

Innerer Aufbau und chemische Zusammensetzung

Der innere Aufbau des Mars ist nicht gut bekannt, es gibt verschiedene Modelle, die aber keine eindeutigen Aussagen zulassen. Ein Streitpunkt ist die Grösse des Kerns und damit das Verhältnis zwischen den Elementen Eisen und Silizium, das den Planetologen Aussagen über die Bildungsbedingungen des Planeten geben könnten. Aus seiner mittleren Dichte lässt sich aber sagen, dass Mars im Vergleich zum Durchschnitt des Sonnensystems mehr Silizium als Eisen enthalten muss. Mars gleicht somit chemisch eher einem riesigen Asteroiden als den anderen drei terrestrischen Planeten.

Monde

Der Mars verfügt über zwei kleine Monde: Phobos und Deimos. Sie umkreisen den Planeten exakt in der Äquatorebene, was darauf schliessen lässt, dass sie einst frei fliegende Asteroiden aus dem Asteroidenguertel gewesen sein könnten, die dann von Mars eingefangen wurden. Der Marsmond Phobos befindet sich aufgrund von Gezeitenkräften auf einem absteigenden Kurs - in einigen Millionen Jahren wird er entweder von den Gezeitenkräften zerrissen oder er stürzt auf den Mars. Schon heute zeigt seine Oberfläche Spuren von Belastungen, Risse und Einsturzkegel im Regolith.

Oberfläche und Atmosphäre

Jemand beschrieb die Zustände auf dem Mars einst so: "Man nehme eine irdische Wüste, versetze sie an den Nordpol und von dort in die Stratosphäre".
Die Oberfläche des Mars, die fast genau gleich gross ist wie die Oberfläche aller Landkontinente der Erde zusammen, fällt durch ihre extreme Zweiteilung (eine sogenannte Dichotomie) auf: das nördliche Tiefland des Mars liegt im Schnitt einige Kilometer tiefer als das südliche Hochland. Das nördliche Tiefland scheint etwas weniger alt als das südliche Hochland zu sein - zudem wurden viele Krater scheinbar von Sedimenten bedeckt. Dies legt die Vermutung nahe, der nördliche, flache Bereich könnte einst ein Ozean (der in der Regel Oceanus Borealis genannt wird) gewesen sein. Dieser Ozean hätte aber nur in der Frühzeit des Mars existiert und wäre dann langsam verdampft oder versickert, als die sich rapide verschlechternden Klimabedingungen auf dem Mars kein flüssiges Wasser mehr zuliessen. Die Oberfläche des Mars ist insgesamt gesehen uralt - er ist seit Jahrmilliarden geologisch praktisch tot, mit Ausnahme einzelner vulkanischer Gebiete vielleicht.
Es gibt aber anderseits viele Anzeichen, dass die Oberfläche lokal vor relativ kurzer Zeit (Tausende bis Millionen von Jahren) verändert wurde, vermutlich durch plötzliche Springfluten, die durch abtauendes Bodeneis verursacht wurden. Es gilt heute als sicher, das es einst flüssiges Wasser auf dem Mars gegeben hat, und dass Wasser auch heute bei seltenen Gelegenheiten während kurzer Zeit existieren kann. Im Allgemeinen ist die Atmosphäre aber zu dünn, um z.B. stehende Gewässer wie Seen zu ermöglichen.
Die Atmosphäre des Mars besteht zu 95.3% aus Kohlendioxid, 2.7% Stickstoff, 1.6% Argon, Spuren von Sauerstoff (0.013%) und anderen Gasen. Der Oberflächendruck der Atmosphäre schwankt um den Faktor 2 im Verlauf eines Jahres. Im Südwinter, wenn viel Kohlendioxid in Form von Trockeneis am Südpol festfriert, beträgt der Atmosphärendruck rund 0.004 bar (4 Promille des Erdwertes), im Südsommer, wenn alles Trockeneis abgetaut ist, liegt er bei 0.008 bar (8 Promille des Erdwertes).
Mars hat früher vermutlich einmal eine dichtere und wärme Atmosphäre gehalten. Möglicherweise wird Mars in ferner Zukunft, mit zunehmender Sonnenaktivität, langsam auftauen und in eine erneute feuchte Phase mit einem Oceanus Borealis und fliessenden Gewässern zurückkehren.
Im südlichen Hochland finden sich zwei riesige Einschlagbecken, das gigantische Hellas-Becken im Osten und das etwas kleinere Argyre-Becken im Westen. Der Asteroid, der für das Hellas-Becken verantwortlich ist, muss einen Durchmesser von fast 150 km gehabt haben.
Nahe dem Äquator findet sich Valles Marineris, ein riesiger Grabenbruch von fast 4000 km Länge und bis zu 10 km Tiefe. Es wird vermutet, dass es sich dabei um eine Bruchzone handelt, die sich in der Frühphase des Mars bildete, als ein Anzeichen beginnender Plattentektonik. Am westlichen Ende der Bruchzone finden sich die Tharsis-Vulkane sowie Olympus Mons, der mit 600 km Basisdurchmesser und rund 26 km Höhe grössten Schildvulkan des Sonnensystems. Weitere Vulkane finden sich nördlich von Olympus Mons sowie in der Elysium-Region auf der anderen Seite des Planeten.

Temperaturen und Klima

Die Temperaturen auf dem Mars sind, verglichen mit der Erde ziemlich tief, die mittlere Oberflächentemperatur beträgt nur etwa 218 K, das sind -55°C. Der minimale Treibhauseffekt der dünnen Atmosphäre erhöht die Temperatur bloss um gerade mal ein Grad. Die Sonneneinstrahlung beträgt nur 600 Watt pro Quadratmeter, das sind nur gerade 43% des Erdwertes. Ein Besucher auf dem Mars hätte deshalb den Eindruck von ständiger Dämmerung. Mars ist etwas dunkler als die Erde und hat eine Albedo von rund 0.25 (das heisst, er nimmt nur 75% des einfallenden Sonnenlichtes auf, der Rest wird reflektiert). Mars zeigt wenige Anzeichen von Wetteraktivitäten: ab und zu sind Wolken zu sehen, und alle paar Jahre braut sich ein globaler Staubsturm zusammen, der nach einem halben Jahr den ganzen Planeten umfassen kann und die Atmosphäre für viele Monate trübt. Lokal treten oft kleine Windhosen auf, die charakteristische Spuren am Boden hinterlassen.

Geschichte und Geologie

Mars entstand zusammen mit allen anderen Planeten des Sonnensystems vor rund 4.6 Milliarden Jahren. Seine Nähe zum Asteroidengürtel machte ihn immer wieder zum Ziel grosser Asteroiden, so dass er wohl erst spät einen Ozean und eine dichtere Atmosphäre ausbilden konnte. In dieser Zeit existierte auch für kurze Zeit ein planetares Magnetfeld. Trotzdem wäre es möglich, dass das Leben auf dem (damals kurzzeitig lebensfreundlichen) Mars entstanden ist, und später auf die (damals heisse und lebensfeindliche) Erde transportiert wurde. Mars machte vermutlich immer wieder Warm- und Kaltphasen durch, gegenwärtig wird diskutiert, ob Mars auch Eiszeiten wie die Erde durchläuft. Die Tharsis-Vulkane und Olympus Mons waren wohl nur bis vor rund 500 Millionen Jahren aktiv, bei anderen Vulkanen (insbesondere bei solchen in der Nähe des Marsnordpols) es gibt aber auch Anzeichen, dass sich bis in die heutige Zeit (seltene) Ausbrüche ereignen. Die rote Färbung des Mars kommt von der Oxidation ("Rost") von eisenreichen Gesteinen wie Basalt, der auf dem Mars sehr häufig ist. Unter Wasserzugabe geben diese Gesteine grosse Mengen von Sauerstoff ab, was auch im Hinblick auf ein zukünftiges Terraforming des Planeten interessant ist.

Zukunft

Eines Tages werden Menschen auf dem Mars stehen. Geologen werden seine Gesteine analysieren und Exobiologen nach Spuren von vergangenem und gegenwärtigem Leben suchen. Doch wird es jemals eine grössere menschliche Besiedlung des Mars geben? Wer diese Frage jetzt schnell mit "Ja!" beantwortet, sollte bedenken, dass der Mars trotz seiner äusserlichen Ähnlichkeit zur Erde eine lebensfeindliche Eishölle ist - sogar in der Antarktis lebt sichs besser (freier Sauerstoff, einfacher Zugang zu Wasser, geringe kosmische Strahlung, genügend Licht...). Bis jetzt aber hat der Mensch, die richtige Technologie voraus gesetzt, noch jeden Lebensraum erobert, den er entdeckt hat - und sich angepasst. So scheint es irgendwie gar nicht mehr so abwegig, dass am Ende des Jahrhunderts einige hundert Personen permanent auf dem roten Planeten leben könnten. Vielleicht werden ihre Nachfahren dereinst die Terraformung des Mars beschleunigen und ihn so viel schneller in den feuchten, warmen Zustand zurück bringen, den die Natur erst für die ferne Zukunft vorgesehen hat. Ohne menschlichen Eingriff wird sich der Mars im Verlauf der kommenden Jahrmilliarden mit zunehmender Sonnenaktivität langsam aufwärmen. Seine Atmosphäre wird wieder etwas dichter werden, seine unterirdischen Eisreservoire werden schmelzen. Möglich, dass er in einigen Milliarden Jahren eine lebensfreundliche Umgebung für einige von der Erde importierte Lebensformen bietet. Doch die stetig wachsende Sonne wird schliesslich auch den Mars verbrennen und auf höllische Temperaturen aufheizen. Im Gegensatz zu den Planeten Merkur und Venus (und, je nach Modell, auch Erde) wird die Sonne den Mars letztlich nicht verschlingen. So wird er in ferner Zukunft als "innerster Planet" um den kleinen Weissen Zwerg kreisen, der von der Sonne übrig geblieben ist.