Der Mars ist eine einzige gigantische Gaspumpe. Sein Boden gibt in warmen Regionen Kohlendioxid in die Atmosphäre ab und saugt sie in schattigen Gegenden wieder ein. Kein anderer Planet im Sonnensystem kann das. Diesen bislang unbekannten Mechanismus konnten Astrophysiker der Universität Duisburg-Essen (UDE) jetzt nachweisen. Ihre Untersuchungen veröffentlichten sie in der aktuellen Ausgabe von Nature Physics.

Der äußere Nachbar der Erde ist überwiegend von einer dicken Staubschicht bedeckt. Die Mars-Atmosphäre besteht fast nur aus CO2. Auch ist es viel kälter und es gibt nur wenig Wasser. Dennoch ist der Planet für Forscher interessant: Er ist der Erde in vielem ähnlich und bietet Bedingungen, die Leben ermöglichen.

An der UDE beschäftigen sich die Astrophysiker um Prof. Dr. Gerhard Wurm damit, wie aus Staub Himmelskörper entstehen. Den Mars findet er spannend, „weil er von der Erde aus gesehen der nächste Planet ist. Wenn wir in absehbarer Zeit irgendwo hinfliegen, dann dorthin.“

Eines seiner Projekte heißt EULE. Es geht um die Frage, warum die Mars-Atmosphäre so staubig ist. Dafür experimentierten die Forscher im Fallturm der Uni Bremen – eine in Europa einmalige Einrichtung. Er hat eine 110 Meter hohe Vakuumröhre, in der man seine Versuche in einer Kapsel schwerelos hinuntersausen lassen kann. Bei ihren Tests entdeckten Prof. Wurm und sein Team, dass der Mars exklusive Fähigkeiten hat: Sein Boden pumpt Gas effektiv durch die oberen Bodenschichten.

Dafür sorgen zwei Dinge – zum einen der besondere Atmosphärendruck. „Gas kann sehr effizient von einer kalten zu einer warmen Seite strömen. Das ist aber nur möglich, wenn der Druck in einem ganz bestimmten Bereich liegt – nämlich bei wenigen Millibar. Auf der Erde ist er etwa hundert Mal größer“, so Wurm.

Zweiter Faktor: Klima. Tagsüber heizt die Sonne den Mars auf. Die Schichten unter seiner Oberfläche sind aber noch kühl von der Nacht. Dies und der ideale Druck führen dazu, dass CO2 und andere flüchtige Stoffe aus dem Boden gedrückt werden. In schattigen Gegenden dagegen werden sie hineingesogen.

Das neue Phänomen wird die Astrophysiker weiter beschäftigen. Sie wollen ihre Experimente ausweiten – „um unseren Nachbarn besser zu verstehen“, sagt Prof. Wurm.