EIN EINMALIGER PLAN, DEN MARS ZU ERWÄRMEN, MACHT IHN KÄLTER

Der Mars war einst feucht: Täler, Seebecken und durch Wasser veränderte Minerale zeigen, dass dort vor langer Zeit flüssiges Wasser floss. Heute ist seine Luft dünn, mit 6 Millibar, und sein Kohlendioxid trägt nur etwa 5 Grad Treibhauserwärmung bei. Mehr vom planeteneigenen Kohlendioxid freizusetzen, würde laut Beobachtungen aus dem Orbit nicht ausreichen, um ihn in einen wärmeren Zustand zu kippen.

Wärmespeichernder Staub

Deshalb haben sich Forschende, die am Terraforming arbeiten – der Idee, den Mars erdähnlicher zu machen –, künstlichen Aerosolen zugewandt. Supertreibhausgase bräuchten Fluor, das auf dem Mars selten ist. Stattdessen schlugen frühere Studien Aluminium-Nanostäbchen von etwa 9 Mikrometern Länge vor. Auf die vom Planeten abgestrahlte Infrarotstrahlung abgestimmt, würden sie Wärme zurückhalten und Sonnenlicht durchlassen – und pro Kilogramm mehr als tausendmal wirksamer sein als Gase.

Doch diese Studien nahmen an, dass die Partikel an Ort und Stelle bleiben oder mit 30 bis 60 Litern pro Sekunde fortlaufend in die Luft gesprüht werden, um die herabfallenden zu ersetzen.

Eine Dosis, ein Jahr

Tom Landefeld und Harald Lesch von der Ludwig-Maximilians-Universität München testeten ein anderes Szenario in einem dreidimensionalen Klimamodell für Planeten, dem Generic Planetary Climate Model:

• der gesamte natürliche Staub in der Marsatmosphäre wird einmalig durch Aluminium-Nanopartikel ersetzt, ohne Nachschub;
• eine dicke Schicht Wassereis, 3.400 Kilogramm pro Quadratmeter, liegt im Hellas-Becken, der tiefsten Senke des Mars – ein bewusster Belastungstest;
• das Modell läuft ein Marsjahr lang, 669 Sols, mit vollständigem Wasserkreislauf: Wolken, Reif und Niederschlag.

Sie verglichen es mit einem Kontrolllauf, der den normalen Staub beibehielt. Wie viel Aluminium injiziert wurde, gibt die Arbeit nicht an.

Kälter, trockener, dünner

Das Ergebnis läuft dem Plan zuwider.

• Die mittlere Oberflächentemperatur sank von 194,9 auf 191,8 Kelvin: 3,1 Grad kälter.
• Die höchste Oberflächentemperatur fiel um 9 Grad, und die bodennahe Luft kühlte noch stärker ab, im Mittel um 7 Grad.
• In der kälteren Luft fror Kohlendioxid am Boden fest: Der Oberflächendruck sank, und die Atmosphäre verlor 12,3 % ihrer Masse; das Kohlendioxid-Eis an der Oberfläche nahm um 24 % zu.
• Der Wasserdampf in der Luft ging um 99,65 % zurück, und die höchste Rate, mit der Eis zu Dampf wurde, um 99,8 %.

Warum es scheiterte

Die Autoren verweisen auf eine Kette von Effekten. Die Partikel fallen: In so dünner Luft legt ein Kohlendioxidmolekül zwischen zwei Stößen etwa 10 Mikrometer zurück, sodass die Partikel beim Absinken kaum Widerstand erfahren. Ohne Nachschub lässt ihre Heizwirkung im Lauf des Jahres nach. Zugleich reflektiert das helle Eis in Hellas einen Großteil des Sonnenlichts. Wenn die Temperaturen sinken, friert Wasser an kalten Stellen aus, und die Wasserdampf-Treibhausrückkopplung, die das Terraforming auslösen möchte, setzt nie ein. Den Anteil jedes Effekts konnten die Autoren nicht vollständig trennen.

Grenzen, die man kennen sollte

Es handelt sich um eine einzige Simulation über ein Jahr, mit grober Auflösung, von zwei Autoren. Die Menge des injizierten Aluminiums fehlt, und mehrere Zahlen der Arbeit stimmen zwischen Text und Tabellen nicht überein. Die Studie testet die Szenarien mit fortlaufender Injektion, gegen die sie argumentiert, nicht.

Mit den Worten der Autoren zeigt das Ergebnis weder, dass planetares Geoengineering funktioniert, noch, dass es zum Scheitern verurteilt ist. Eine einmalige Injektion verhält sich wie ein vorübergehender Strahlungspuls; eine dauerhafte Veränderung des Marsklimas würde viel mehr erfordern.