Der Mars fasziniert Wissenschaftler und Raumfahrtenthusiasten seit Jahrzehnten mit seiner rätselhaften Oberfläche und dem anhaltenden Potenzial für einstiges oder sogar noch heutiges Leben. Ein zentrales Thema der Marsforschung sind die sogenannten Hanggesteinsstreifen, oder im Englischen „slope streaks“ genannt. Diese dunklen, wechselnden Muster an Steilhängen wurden seit den 1970er Jahren beobachtet und galten lange Zeit als potenzieller Hinweis auf Wasservorkommen oder brinenartige Flüssigkeiten auf dem Roten Planeten. Doch aktuelle Studien liefern klare Hinweise darauf, dass diese Spuren auf trockenen Prozessen basieren und keinen direkten Zusammenhang mit flüssigem Wasser aufweisen. Die Entdeckung und Analyse dieser trockenen Prozesse eröffnet neue Perspektiven auf die Marsoberfläche, die Dynamik des Staubs und die potenzielle Lebensfreundlichkeit des Planeten heute.
Hintergrund der Mars-Hangstreaks Seit den ersten Aufnahmen von Marssonden vor über vier Jahrzehnten führen dunkel gefärbte Bahnen an steilen Hängen auf Marsoberflächen wie am Olympus Mons oder in mittleren Breiten immer wieder zu Spekulationen. Denn auf der Erde entstehen ähnliche Merkmale oft durch Hangrutschungen oder durch das vorübergehende Fließen von Wasser oder feuchten Materialien. Auf dem Mars wurde bisher heftig über die Entstehung diskutiert, wobei sowohl trockene wie feuchte Prozesse vorgeschlagen wurden. Besonders durch die Entdeckung der sogenannten „Recurring Slope Lineae“ (RSL) mit saisonalen Änderungen schien die Möglichkeit von Salzlösungen oder zeitweise vorhandenem Wasser plausibel. Neueste Forschungen ziehen nun eindrucksvolle Datenmengen aus hochauflösenden Bildern der Mars Reconnaissance Orbiter (MRO)-Missionsinstrumente heran und legen nahe, dass die dunklen Hangstreifen tatsächlich hauptsächlich durch trockene, staubbedingte Bewegungen entstehen.
Dabei spielen saisonale Staubablagerungen und energetische Auslöser wie starke Winde oder Meteoriteneinschläge eine wesentliche Rolle. Somit kommt flüssigem Wasser auf der heutigen Marsoberfläche eine untergeordnete Rolle bei der Entstehung dieser Phänomene zu. Deep Learning und globale Kartierung der Marsstreifen Das jüngste globale Mapping von Mars-Hangstreifen basiert auf einem innovativen Ansatz, der Künstliche Intelligenz nutzt. Mit Hilfe von Deep-Learning-Algorithmen wurde aus Hunderttausenden von Bildern ein detaillierter Katalog mit nahezu einer halben Million einzelner Hanggesteinsstreifen erstellt. Damit liegt erstmals eine konsistente und umfassende Darstellung der Verteilung und Eigenschaften dieser Phänomene auf globaler Ebene vor.
Die Analyse ergab, dass diese Streifen zwar weniger als 0,1 Prozent der Marsoberfläche bedecken, aber jährlich enorme Mengen Staub transportieren – vergleichbar mit mehreren globalen Sandstürmen. Dieses starke Staubaufwirbeln ist eine wichtige Komponente im Marsklimasystem und beeinflusst Atmosphäre und Oberflächenprozesse deutlich. Wissenschaftliche Argumente gegen die Wasserhypothese Die nassbasierte Entstehungstheorie für Hangstreifen hätte erhebliche Auswirkungen gehabt: Sie würde auf das Vorhandensein von zeitweise flüssigem Wasser oder Salzlösungen hindeuten, was wiederum das Thema der Marshabitabilität und der planetaren Schutzmaßnahmen auf neue Weise hätte beleuchten können. Allerdings sprechen mehrere Faktoren gegen eine solche Interpretation. Erstens zeigen die Streifen keine bevorzugte Hang- oder Ausrichtung, wie etwa bei durch Frost oder Schmelzwasser verursachten Rutschungen.
Zweitens treten sie zu Jahreszeiten auf, in denen die Bedingungen für flüssiges Wasser besonders ungünstig sind – kältere Monate mit wenig Sonneneinstrahlung und geringeren Temperaturen im Bereich deutlich unter dem Gefrierpunkt. Drittens gibt es keine ausreichenden Spuren von Feuchtigkeit oder Hydratation an diesen Stellen, wie aus Spektralanalysen hervorgeht. Stattdessen korrelieren die Hangstreifen stark mit der Ansammlung von feinem Staub und Windmodellen, die saisonale Staubablagerungen beschreiben. Meteoriteneinschläge, die auf der staubbedeckten Oberfläche Impulse und Erschütterungen erzeugen, können lokal eine Kettenreaktion auslösen, bei der lose Staubschichten abrutschen und die bekannten dunklen Spuren hinterlassen. Ähnlich dazu kann stärkerer Wind insbesondere morgens die Staubschichten aktivieren und leichte Rutschungen oder Verschiebungen triggern.
Unterschiede zu den Recurring Slope Lineae Ein typisches Missverständnis ist die Gleichsetzung von Mars-Hangstreifen mit den wiederkehrenden Hanglinien (RSL). Trotz äußerlicher Ähnlichkeit handelt es sich hierbei um zwei verschiedene Erscheinungen mit jeweils unterschiedlichen Eigenschaften, Entstehungsorten und -prozessen. Die RSL finden sich überwiegend in höheren, trocken-felsigen Regionen und variieren stark mit der Jahreszeit in Übereinstimmung mit warmen Sommermonaten. Sie werden mit feuchten, vielleicht salzhaltigen Substanzen in Verbindung gebracht. Im Gegensatz dazu dominieren Hangstreifen die staubigen, niedrigeren Regionen und treten saisonal zu Zeiten auf, die keine günstigen Voraussetzungen für Wasserfluss bieten.
Ihre statistischen Verteilungen, Größenverhältnisse und thermophysikalischen Umgebung werden klar durch trockene, wind- und staubbedingte Bedingungen kontrolliert. Daher sind die beiden Phänomene Forschungsobjekte mit jeweils eigenen Interpretationsansätzen. Bedeutung für die Marsforschung und zukünftige Missionen Die Erkenntnis, dass Hangstreifen auf dem Mars trocken sind, hat wichtige Implikationen. Zum einen verändert sie unser Bild vom heutigen Marsklima. Sie bestätigt den Planeten als extrem trocken, staubig und vor allem von direkten wasserinduzierten geomorphologischen Prozessen weitgehend unberührt.
Zum anderen mindert sie die Wahrscheinlichkeit, dass an Hangstreakstandorten biologisch relevante, flüssige Lebensräume existieren. Dadurch lassen sich planetary protection-Maßnahmen gezielter planen. Regionen mit Hangstreifen stellen offenbar kein hohes Risiko für Kontamination mit erdischer Mikroflora dar und können als Ziele für künftige Landungen oder Probenrückführungen frei von besonders strengen Kontaminationsauflagen betrachtet werden. Die Entdeckung fördert so einen fokussierten Zugang zur Suche nach Leben, indem wissenschaftliche Prioritäten und technische Maßnahmen besser abgestimmt werden. Darüber hinaus weist die Rolle der Staubdynamik im Zusammenhang mit den Hangstreifen auf die Komplexität der Marsatmosphäre hin.
Die starke Transportaktivität von Staub beeinflusst atmosphärische Zustände, thermische Eigenschaften der Oberfläche sowie die Entwicklung von Staubstürmen. Eine präzisere Quantifizierung dieser Prozesse ist entscheidend für die Vorbereitung künftiger Missionen und bei der Analyse klimatischer Veränderungen im Laufe der Geschichte. Methodisch zeigt die erfolgreiche Anwendung von Deep-Learning-Verfahren auf Planetenbildern das Potenzial moderner KI-Technologien für die Planetenerkundung. Automatisierte, großflächige und präzise Kartierungen bewirken eine neue Qualität der Datenverarbeitung und eröffnen wiederum neue Forschungsperspektiven auf anderen Himmelskörpern. Zusammenfassung und Ausblick Dunkle Hangstreifen auf dem Mars sind keine Indikatoren für flüssiges Wasser oder nasse Prozesse auf der heutigen Marsoberfläche.
Stattdessen entstehen sie durch trockene Mechanismen, die mit der saisonalen Ablagerung von feinem Staub verbunden sind und durch äußere Einflüsse wie Meteoriteneinschläge und Winde ausgelöst werden. Diese Auffassung stützt sich auf umfangreiche, globale Bildanalysen und statistische Auswertungen, die die Geologie, Thermik und atmosphärische Bedingungen berücksichtigen. Diese Erkenntnisse stärken das Bild eines trockenen, wüstenartigen Mars mit begrenzten Lebensräumen in der Gegenwart und weisen auf die Bedeutung von Staubzyklen für die Marsoberfläche hin. Die Unterscheidung zu RSL als eigenständigem, möglicherweise wasserbeeinflusstem Phänomen bleibt essenziell, um zukünftige Forschungen über Marsgeologie und -habitabilität zielgerichtet voranzutreiben. Innovative Ansätze wie KI-gestützte Bildauswertung werden weiterhin eine Schlüsselrolle spielen und könnten zukünftig noch detailliertere Erkenntnisse über die dynamischen Prozesse auf dem Mars sowie anderen Himmelskörpern liefern.
Die komplexen Interaktionen zwischen Staub, Atmosphäre, Oberflächenprozessen und potenzieller Biologie bleiben weiterhin ein spannendes und zentrales Thema der Planetologie.
