Warum werden die Marshage kontinuierlich kürzer?
Tief unterhalb der eisigen Oberfläche des Roten Planeten erwacht offenbar eine gewaltige Kraft. Dieser unsichtbare Prozess verkürzt den Marstag auf kaum wahrnehmbare Weise – und die neuesten geophysikalischen Modelle zeigen unmissverständlich: Der Mars dreht sich jeden Morgen ein winziges Stückchen schneller.
Verantwortlich dafür ist weder ein kosmischer Einschlag noch ein externer Gravitationseinfluss. Die Ursache liegt mehr als tausend Kilometer unter der Planetenoberfläche – direkt unter der gewaltigen Vulkanregion namens Tharsis.
Planetenwissenschaftler beobachten die Rotation unseres Nachbarplaneten bereits seit den Viking-Sonden der 1970er-Jahre. Hochpräzise Funkmessungen von Oberflächenmodulen liefern heute eindeutige Belege: Die Beschleunigung ist real. Pro Jahr verkürzt sich der Marstag um 7,6 × 10⁻⁴ Millisekunden. Aus menschlicher Perspektive ist das kaum spürbar – im geologischen Maßstab jedoch deutet dieser beharrliche Trend auf dramatische Masseverschiebungen im Planeteninneren hin.
Endgültig bestätigt wurde dieses Phänomen durch die detaillierte Auswertung der InSight-Missionsdaten im Jahr 2023. Das zugrundeliegende physikalische Prinzip erinnert stark an eine Eiskunstläuferin beim Pirouettendrehen: Zieht sie die Arme an den Körper, dreht sie sich schneller. Die Masse bleibt gleich, aber ihre Verteilung relativ zur Rotationsachse verändert sich. Genau dieser Mechanismus vollzieht sich im Inneren des Mars – langsam, aber unaufhaltsam.
Eine riesige thermische Anomalie im Erdmantel verborgen
Ein internationales Forscherteam unter niederländischer Leitung hat das Gravitationsfeld des Mars kürzlich vollständig neu bewertet. Die Wissenschaftler kombinierten Satellitendaten mit extrem empfindlichen seismischen Aufzeichnungen und stießen dabei auf eine faszinierende Struktur: Direkt unter dem Tharsis-Plateau steigt eine massive, überraschend leichte Materialmasse nach oben.
Es handelt sich dabei nicht um eine riesige Höhle, sondern um eine Zone aus Gestein, das deutlich weniger dicht ist als das umgebende Mantelmaterial. Die Daten lieferten präzise Abmessungen dieser Formation:
- Tiefe: Etwa 1.200 Kilometer unter der Planetenoberfläche.
- Durchmesser: Rund 1.500 Kilometer – eine Fläche, die Deutschland und Frankreich zusammen mühelos bedecken würde.
- Dicke: Ungefähr 400 Kilometer.
- Dichte: Um 60 kg/m³ geringer als das umgebende Material.
Geologen vergleichen diese Anomalie mit einer riesigen, glühenden Scheibe, die wie eine Luftblase unter Wasser nach oben drängt. Während diese leichtere Masse unaufhaltsam Richtung Oberfläche aufsteigt, verschiebt sie den Masseschwerpunkt des Planeten näher an die Rotationsachse – was die schrittweise Beschleunigung der Drehbewegung erklärt.
Tharsis: Der Megavulkan, der einst den gesamten Planeten kippte
Die Tharsis-Region ist unter Planetengeologen ein absolutes Ausnahmephänomen. Sie stellt die weitaus größte Vulkanplattform im gesamten Sonnensystem dar und kommt flächenmäßig dem afrikanischen Kontinent gleich. Hier erheben sich monumentale Schildvulkane – allen voran der berühmte Olympus Mons mit einer Höhe von mehr als 21 Kilometern.
In der fernen Vergangenheit ergossen sich in dieser Region derart extreme Lavavolumen an die Oberfläche, dass dies nach Einschätzung der Experten den gesamten Masseschwerpunkt des Mars verschob. Das Ergebnis war eine damalige grundlegende Neigung der Rotationsachse des Planeten.
Auch heute beeinflusst diese Region ihre Umgebung erheblich. Wenn Forschungssatelliten über Tharsis hinwegfliegen, beschleunigt die zusätzliche Masse der Region sie leicht – nach dem Überfliegen verlangsamen sie sich wieder. Aus diesen winzigen Geschwindigkeitsänderungen entstehen Karten der Gravitationsanomalien. Diese zeigen klar eine zentrale Schwerkraft-„Erhebung“, umgeben von einem Tiefenbereich. Dieses Signal lässt sich jedoch allein durch Form und Dicke der Kruste nicht erklären.
Selbst wenn Wissenschaftler alle bekannten Parameter der Oberflächenschichten in die Gleichungen einsetzen, verbleibt unter Tharsis stets ein starker, unerklärter Gravitationsüberschuss. Das niederländische Team wertet dies als klaren Beweis für die Existenz eines riesigen Mantelplumes – einer massiven Säule aus heißem Gestein, die sich durch die starre Lithosphäre nach oben drängt.
Von kleinen Erschütterungen zur präzisen Kartierung des Planeteninneren
Bevor die InSight-Sonde auf dem Roten Planeten landete, waren unsere theoretischen Modelle des Marsuntergrunds voller Unsicherheiten. Schätzungen zur Krustendicke wichen in verschiedenen Studien um das Dreifache voneinander ab. Die genaue Tiefe der Lithosphäre und die Eigenschaften des Kerns blieben weitgehend unbekannt.
Die hochempfindlichen Instrumente der Sonde registrierten jedoch Marsbeben in rascher Folge. Aus der detaillierten Analyse der Brechung und Ausbreitungsgeschwindigkeit seismischer Wellen im Untergrund konnten Experten schließlich die genaue Steifigkeit und Mächtigkeit der einzelnen inneren Schichten bestimmen.
Erst auf Basis dieser soliden Datenmenge ließ sich ein neues, weit präziseres Gravitationsmodell erstellen. Sobald die Wissenschaftler die korrekte Krustendicke zusammen mit den Mantelströmungen berücksichtigten, ergab das Gesamtbild des Gravitationsfeldes plötzlich einen schlüssigen Sinn. Es blieb lediglich eine einzige ausgeprägte Anomalie tief unter Tharsis bestehen – ein eleganter Beleg für die Theorie des aufsteigenden Mantelplumes.
Lehrbücher werden neu geschrieben: Mars ist offenbar keine tote Welt
Schulbücher beschrieben den Mars jahrzehntelang als endgültig erloschenen Planeten – eine gefrorene, stille Welt, deren Vulkane schon vor Millionen von Jahren ausgekühlt seien. Die aktuelle Forschung stellt dieses traditionelle Bild jedoch radikal in Frage.
Die Existenz eines aktiven thermischen Plumes unter Tharsis deutet unmissverständlich darauf hin, dass der Mars seine innere Dynamik und Wärme weit länger bewahrt hat, als bislang irgendjemand annahm. Auch wenn die Oberfläche völlig ruhig erscheint, strömen in den Tiefen des Planeten nach wie vor gewaltige geothermische Energiemengen.
Weitere geologische Belege stützen diese Erkenntnis. Bestimmte Mars-Meteoriten, bekannt als Shergottite, zeigen, dass auf dem Planeten vulkanische Aktivität noch vor weniger als 200 Millionen Jahren stattfand. Im gewaltigen Maßstab des Sonnensystemalters ist das ein geradezu aktuelles Ereignis.
Sollte diese enorme Säule aus heißem Gestein weiter aufsteigen, könnte das in ferner Zukunft zu einem Wiederaufleben vulkanischer Aktivität führen. Dabei wäre nicht mit vernichtenden Supereruptionen zu rechnen – aber langsame Lavaergüsse und massive Gasfreisetzungen könnten das lokale Klima und die Atmosphäre tiefgreifend verändern.
Was bedeutet das für künftige Marsreisende?
Obwohl die vorliegenden Daten äußerst überzeugend sind, fordern Wissenschaftler eine spezialisierte Weltraummission, die langfristig allein die feinen Veränderungen im Gravitationsfeld überwacht. Die Bewegung eines aktiven Mantelplumes verursacht nämlich langsame Schwerpunktverschiebungen, die ein Netzwerk hochempfindlicher Satelliten erfassen könnte.
Für die Planung zukünftiger bemannter Missionen sind diese Erkenntnisse über die innere Wärme des Planeten von absolut zentraler Bedeutung. An Stellen, wo der Planet noch geothermische Energie besitzt, könnte es künftig deutlich einfacher sein, unterirdisches Eis in flüssiges Wasser umzuwandeln. Gleichzeitig muss bei den Vorbereitungen ein gewisses Risiko stärkerer Bodenerschütterungen berücksichtigt werden – auch wenn diese Wahrscheinlichkeit derzeit noch sehr gering ist.
Ein Blick auf unsere Nachbarplaneten liefert erhellenden Kontext. Während die Erde tektonisch und vulkanisch extrem aktiv bleibt und die Venus einem riesigen Schnellkochtopf mit starkem Treibhauseffekt gleicht, nimmt der Mars nun eine Zwischenstellung ein. Wissenschaftler betrachten ihn nicht länger als toten Felsen, sondern eher als eine gewaltige Feuerstätte, die zwar langsam auskühlt, aber noch längst nicht erloschen ist.
Für künftige Generationen von Entdeckern hört der Rote Planet damit auf, ein bloßes gefrorenes Fossil zu sein. Auch wenn an der Oberfläche kein glühender Schein zu sehen ist – in den dunklen Tiefen des Mars verbirgt sich eine stille, aber gewaltige Kraft, die den Lauf der Planetarzeit unaufhörlich umschreibt.
