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Wo auf dem Mars sind Gewächshäuser am ehesten denkbar?
Mars unter der Lupe: Eine neue Bodenkarte ordnet fast 800 Millionen Rasterpunkte auf dem Roten Planeten in 2.000 Bodenklassen ein. Erstmals werden dabei zahlreiche Eigenschaften der oberflächennahen Materialien in einem gemeinsamen System erfasst. Das könnte künftig helfen, Landeplätze zu vergleichen und aussichtsreiche Regionen für den Pflanzenanbau in geschlossenen Gewächshäusern zu finden.
Sydney (Australien). Wo künftige Marsmissionen landen, Proben entnehmen oder eines Tages ein Gewächshaus errichten, hängt auch vom Untergrund ab. Doch bislang fehlte eine einheitliche Methode, um das lockere Oberflächenmaterial des Roten Planeten nach mehreren Bodeneigenschaften zu ordnen.
Geologische und mineralogische Karten zeigen zwar, welche Gesteine und Minerale vorkommen. Ob ein Untergrund Wasser halten könnte, wie fein seine Bestandteile sind oder welcher Säuregrad zu erwarten ist, lässt sich daraus aber nicht unmittelbar ablesen. Direkte Messungen durch Marsrover liefern wiederum nur punktuelle Einblicke.
Forscher der University of Sydney um Daniel Irving haben nun ein hierarchisches Klassifikationssystem für die Marsböden entwickelt. Es verbindet Daten aus der Umlaufbahn mit Modellrechnungen und erfasst auch die räumliche Verteilung unterschiedlicher Bodentypen. Für die neu definierten Bodenklassen schlagen sie den Namen „Arethe“ vor, abgeleitet vom griechischen Kriegsgott Ares.
Dazu hat das Team unter anderem Informationen über die Mineralzusammensetzung, die Geländeformen und thermische Eigenschaften kombiniert. Nach der Bereinigung problematischer Daten verblieben 797.834.968 Rasterpunkte. In der wissenschaftlichen Auswertung konnten rund 90,7 Prozent der Marsoberfläche mit relativer Sicherheit klassifiziert werden. Die hohen Polarbreiten sind in der verwendeten Datengrundlage nicht vollständig erfasst.
Das neue System gliedert die Böden in zehn große Reiche, 100 untergeordnete Gruppen und schließlich 2.000 detaillierte Formen. So lassen sich Regionen nicht bloß nach ihrer Lage oder einem einzelnen Messwert vergleichen, sondern nach einem Bündel von Eigenschaften. Die Einteilung ist ausdrücklich vorläufig und soll mit neuen Messungen weiterentwickelt werden.
„Zum ersten Mal wurde ein Klassifikationssystem dieser Größenordnung für Marsböden entwickelt. Wissenschaftler haben die Geologie, Mineralogie und Chemie des Mars schon früher kartiert, aber unser System führt mehrere Eigenschaften in einem einzigen Rahmen zusammen und hilft uns dadurch besser zu verstehen, wie unterschiedliche Marsböden miteinander zusammenhängen und wo sie vorkommen“, erklärt Daniel Irving.
Wie nützlich die Karte sein könnte, haben die Forscher an einer möglichen künftigen Anwendung erprobt: dem Pflanzenanbau unter kontrollierten Bedingungen. Für jede der 2.000 Bodenformen bewerteten sie modellierte Eigenschaften wie Wasserspeichervermögen, Säuregrad, Bodentiefe sowie Ton- und Kiesanteil. Das beste Ergebnis erzielte eine Klasse namens Nohibareth mit 0,93 von maximal einem Punkt.
Dieser hypothetische Bodentyp weist im Modell einen pH-Wert von 6,8 und einen Tonanteil von rund 72 Prozent auf. Seine geschätzte verfügbare Wasserkapazität beträgt 202 Millimeter je Meter Bodenprofil. Die Karte verortet entsprechende Flächen vor allem in mittleren Breiten, etwa bei Tharsis, im zentralen Arabia Terra und in der Elysium-Region. Nach Angaben der Universität machen sie nur 0,14 Prozent der Marsoberfläche aus.
Die Einstufung ist allerdings kein Nachweis dafür, dass dort tatsächlich Nutzpflanzen wachsen könnten. Bei 73 Prozent aller klassifizierten Bodenformen erwies sich bereits das berechnete Wasserspeichervermögen als begrenzender Faktor.