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Salzsee in steiniger Umgebung

Der salzigste See der Erde

Sein extrem hoher Salzgehalt lässt den antarktischen Don-Juan-See fast niemals zufrieren. Als Salzquelle galt lange Grundwasser. US-Forscher wollen nun den wahren Ursprung gefunden haben - und damit auch eine mögliche Erklärung für Fließspuren auf dem Mars.

ANTARKTIS 11.02.2013

Der Don-Juan-See gilt als das salzigste Gewässer auf der Erde. Immerhin beträgt sein Salzgehalt knapp über 40 Prozent. Zum Vergleich: Das Tote Meer kommt auf rund 30 Prozent. Der nur zehn Zentimeter tiefe Salzsee, gelegen im Wright Valley, einem der großen antarktischen Trockentäler, friert daher selbst bei winterlichen Oberflächentemperaturen von minus 50 Grad nur selten zu.

Die Umweltbedingungen – extreme Kälte, extremer Salzgehalt und extreme Trockenheit – machen den Ort zu einem der unwirtlichsten auf der Welt. Gleichzeitig sehen einige Forscher gerade hier ideale Voraussetzungen, um Bedingungen für potenzielles Leben auf unserem Nachbarplaneten, dem Mars zu studieren.

Ein Analog zum Mars

Die Frage, ob Lebensformen auf dem Mars existieren, ließ vor einigen Jahren bereits Forscher um den Biogeochemiker Vladimir Samarkin (University of Georgia) losziehen. Die Wissenschaftler entdeckten am rund 1.000 mal 400 Meter großen Don-Juan-See hohe Konzentrationen von Distickstoffoxid (N2O), besser bekannt als Lachgas, sowie einen neuen chemischen Mechanismus zur Entstehung dieses Treibhausgases. Damals hieß es, der Prozess könne auch beim Stickstoffkreislauf auf dem Mars eine Rolle spielen. Und helfen zu verstehen, wie ähnliche Salzlaken auf dem Mars einmal funktioniert haben könnten.

Denn für den „Roten Planeten“ wird angenommen, dass es auf ihm einmal flüssiges Wasser gegeben hat. Aber eben auch nur in Form einer dicken Salzlake.

Es gab immer wieder Spekulationen über Art und Größe von Wasservorkommen auf dem Mars. Bilder von einer Kamera an Bord der NASA-Raumsonde Mars Reconnaissance Orbiter zeigten 2011: Schmale, dunkle Strukturen auf der Marsoberfläche könnten Hinweise auf das Vorkommen salzigen Wasserssein. Die Forscher vermuten, dass in diesen Rinnen entlang steiniger Hänge Salzwasser geflossen ist und vielleicht sogar noch immer (geringfügig) fließt.

Fließdynamik im Zeitraffer

Diese Entdeckung habe das Interesse an analogen Gegebenheiten auf der Erde geweckt, schreiben James Dickson und James Head von Planetary Geosciences Group der Brown University in ihrer Studie. Und sie wurden auch für diesen Fall fündig.

Die Forscher reisten im Jahr 2009/10 zum Don-Juan-See, um nach der Quelle für das Salz, das zu 90 Prozent aus Kalziumchlorid besteht, in dem antarktischen See zu suchen. Über einen Zeitraum von zwei (Sommer-)Monaten nahmen die Forscher mit einer Kamera rund 16.200 Bilder auf: In Fünf-Minuten-Intervallen wurden die Prozesse rund um den See dokumentiert. Zudem bestimmten sie die Bodenfeuchte und sammelten meteorologische Daten.

Es zeigte sich, dass der See zu einem geringen Teil mit sommerlichem Schmelzwasser gespeist wird. Doch das allein konnte nicht den hohen Salzgehalt des Sees erklären.

Hygroskopischer Effekt

Im östlichen Randgebiet des Sees gibt es einen Bereich mit losem Sediment, das einen hohen Kalziumchloridgehalt aufweist. Hier erkannten die Forscher, dass sich jeweils dann dunkle Feuchtigkeitsstreifen im Sediment ausbilden, wenn die relative Luftfeuchtigkeit am höchsten ist.

Ihre Beobachtung: Das Salz im Boden absorbiert jegliche Feuchtigkeit aus der Atmosphäre. Der Bindungseffekt ist unter Hygroskopie bekannt. Die mit Wasser „beladenen“ Salze rieseln durch das lose Sediment nach unten bis zum Permafrost-Boden. Dort verweilen sie, bis der gelegentliche Schmelzwasserfluss sie in den See spült.

Auf Mars ähnlich möglich

Das Ergebnis widerlege, so die Forscher, die vorherrschende Meinung, der See werde von aufstrebendem Wasser aus einem Grundwasserleiter, bestehend aus angewitterten Grobbasalt, gespeist. Zumindest geben die Bilder keine Hinweise darauf.

Doch für planetare Geologen wie Dickson und Head zählen die möglichen Rückschlüsse auf den Mars: Die Streifenstrukturen beim Don-Juan-See ähneln sehr stark jenen, die vom Roten Planeten bekannt sind. Ihr Ergebnis bestärke die Ansicht, dass die dort abwärts verlaufenden Wasserstreifen wirklich durch fließendes Salzwasser geformt wurden. Auf dem Mars sei Frost beobachtet worden, so dass man davon ausgehen könne, dass wenigsten ein wenig Wasserdampf in der Marsatmosphäre vorkommt. Auch habe es bereits Entdeckungen von chloridhaltigen Salzen auf dem Roten Planeten gegeben. Nachdem der Prozess in der Antarktis kein Grundwasser benötige, könnte es den gleichen Mechanismus auf dem Mars gegeben haben – und vielleicht auch heute noch geben.

science.ORF.at

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