Das unterirdische Eis in mittleren Breiten des Mars ist ein Überrest eines ehemaligen Eisschilds

Verborgenes Eis unter marsschem Boden

Wenn Sie sich den Mars vorstellen, denken Sie vielleicht an eine trockene, staubige Wüste. Doch unter dieser staubigen Oberfläche in mittleren Breiten haben Forschende große Mengen nahezu reinen Wassereises gefunden, nur wenige zehn Zentimeter tief. Diese Studie stellt eine einfache, aber wichtige Frage für künftige Erkundungen und unser Verständnis des marsschen Klimas: Handelt es sich bei diesem vergrabenen Eis um einen Überrest einer vergangenen Eiszeit auf dem Mars, und wie lange liegt es dort verborgen?

Wo das marssche Eis versteckt ist

Raumsonden haben Wasser unter der Marsoberfläche auf verschiedene Weise entdeckt, darunter Neutronenmessungen aus der Umlaufbahn, Radarreflexionen, frische Einschlagskrater, die helles Material freilegen, Beobachtungen von Landern und jahreszeitliche Änderungen der Oberflächentemperatur. Diese Instrumente zeigen, dass eine relativ reine Eiszone knapp unter dem Boden von etwa 40 bis 55 Grad Nord liegt und sogar bis etwa 35 Grad Breite reicht. An vielen Stellen liegt dieses Eis weniger als einen Meter unter der Oberfläche, was überraschend ist, weil einfache Modelle vorhersagen, dass Eis in der dünnen, kalten heutigen Atmosphäre nur deutlich näher an den Polen stabil sein sollte.

Wie das Eis wahrscheinlich entstanden ist

Es gibt zwei Hauptwege, wie Eis unter der Oberfläche entstehen kann. Es kann langsam in Bodenporen wachsen, wenn Wasserdampf nach unten sickert, oder es kann als oberflächliche Schneedecke oder Reif beginnen, die später schrumpft und eine staubige Schicht zurücklässt. Das Eis in mittleren Breiten, das von jüngeren Einschlägen freigelegt wurde, ist fast staubfrei und enthält weniger als zwei Prozent Verunreinigungen. Dieser Reinheitsgrad deutet stark auf Oberflächenschnee oder -reif als Quelle hin, gefolgt von langsamem Eisverlust in die Luft, während der Staub liegen bleibt und eine isolierende Schicht bildet. Diese staubige Decke verlangsamt sowohl das Entweichen von Wasserdampf als auch hält das darunterliegende Eis kühler, was sein Überleben über lange Zeiträume unterstützt.

Die klimahistorische Wiedergabe des Mars

Die Autoren verwendeten ein fortgeschrittenes Klimamodell für den Mars, um die jüngere Vergangenheit des Planeten zurückzuspulen. Der Mars kippt nicht so stabil wie die Erde; seine Neigung oder Obliquität ändert sich über Hunderttausende bis Millionen Jahre. War die Neigung höher als heute, verschoben sich die Einstrahlungsmuster und die Luft konnte deutlich mehr Wasserdampf enthalten, sodass sich in mittleren Breiten Schnee und Reif ansammeln konnten. Das Team führte detaillierte Simulationen von Temperatur, Staub, Kohlendioxid und Wasser über die letzten vier Millionen Jahre durch, um abzuschätzen, wie viel Eis sich ansammelte, wie schnell es schwand und wie tief es unter der Oberfläche liegen würde, während sich eine schützende Staubschicht entwickelte.

Modelle im Vergleich zu realen Kratern

Mithilfe ihres Modells begannen die Forschenden mit einer Schicht Oberflächeneis, die vor etwa 630.000 Jahren auf dem Mars lag, als die Neigung des Planeten bei rund 35 Grad lag und man annimmt, dass sich Eisschilde in mittleren Breiten bildeten. Sie ließen das simulierte Eis dann langsam zurückweichen, während sich die Bedingungen zu denen entwickelten, die wir heute beobachten. Für den Bereich zwischen 40 und 55 Grad Nord fanden sie, dass das verbleibende Eis jetzt etwa zwischen 20 und 150 Zentimetern Tiefe liegen sollte, wobei die Tiefe weltweit je nach Bodeneigenschaften und lokalem Klima variiert. Diese vorhergesagten Tiefen stimmen gut mit Orten überein, an denen reale Einschlagskrater Eis freigelegt haben, und mit Bereichen, die durch Neutronenmessungen aus dem Orbit auf flaches Wasser hindeuten. Testeten sie einen deutlich älteren Ausgangszeitpunkt von etwa 4,18 Millionen Jahren, passten die vorhergesagten Eistiefen nicht mehr so gut zu den Beobachtungen.

Was das für den Mars heute bedeutet

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass sich das vergrabene Eis in den mittleren Breiten des Mars am besten als Überrest eines einst dickeren Oberflächeneisschilds erklären lässt, der sich vor weniger als vier Millionen Jahren und höchstwahrscheinlich vor etwa 630.000 Jahren bildete. Seitdem ist der Eisschild langsam geschrumpft, während eine staubige Decke dicker wurde und das verbleibende Eis tiefer drückte, wodurch weiterer Verlust stark verlangsamt wurde. Das bedeutet, dass das heute nachgewiesene Eis ein direkter Überrest einer jüngeren marsschen Eiszeit ist und als natürliches Archiv des früheren Klimas dient. Für künftige Erkundungen stellt es außerdem eine weit verbreitete und relativ leicht zugängliche Wasserquelle knapp unter dem Marsboden dar.

Zitation: Vos, E., Forget, F., Lange, L. et al. The Martian mid-latitude subsurface ice is the remnant of a past ice sheet. Commun Earth Environ 7, 412 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03418-x

Schlüsselwörter: Mars-Eis, unterirdisches Wasser, marssches Klima, planetare Obliquität, Permafrost in mittleren Breiten