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Autor: Ralph-Mirko Richter / 06. Juni 2009, 10:10 Uhr

Mars Express und die Region Hephaestus Fossae

Gestern von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) veröffentliche Aufnahmen der Region Hephaestus Fossae auf dem Mars zeigen Anzeichen dafür, dass sich dort einst Wassereis unter der Oberfläche befunden haben muss.

Quelle: ESA, DLR, FU Berlin
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ESA, DLR, FU Berlin (G. Neukum)

Bild vergrößernDer große Impaktkrater zeigt eine auffällige Auswurfdecke mit Fließspuren, welche sich von den Flanken in die Umgebung erstrecken
(Bild: ESA, DLR, FU Berlin (G. Neukum))
Westlich des etwa 12,5 Kilometer hohen Vulkans Elysium Mons erstreckt sich auf der Nordhalbkugel des Mars die Tiefebene Utopia Planitia. In deren südöstlichem Teil befindet sich die nach Hephaistos, dem griechischen Gott des Feuers, benannte Formation Hephaestus Fossae. Über eine Länge von 600 Kilometern erstrecken sich hier eine Vielzahl von Kanalsystemen, welche sich von Südosten nach Nordwesten winden. Der Ursprung dieser Kanäle ist noch nicht endgültig geklärt. Es wird allerdings vermutet, dass zu früheren Zeiten Wasser durch diese geflossen sein muss. Des Weiteren hat vermutlich auch Eis, welches in Hohlräumen unter der Marsoberfläche gespeichert war, eine bedeutende Rolle gespielt.

Bereits am 28. Dezember 2007 fotografierte die hochauflösende Kamera HRSC an Bord des ESA-Orbiters Mars Express während des Umlaufs Nummer 5.122 diese Region mit einer Auflösung von etwa 16 Metern pro Bildpunkt. Bei der anschließenden Analyse der Bilder fand man Anzeichen dafür, dass bei einem in der Vergangenheit erfolgten Asteroiden- oder Kometeneinschlag nicht nur Gestein aufgewirbelt wurde, sondern allem Anschein nach auch Wasser. Ein Teil dieser Aufnahmen wurde gestern von der ESA und vom DLR veröffentlicht.

ESA, DLR, FU Berlin (G. Neukum)

Bild vergrößernDie Region Hephaestus Fossae im Südosten der Mars-Tiefebene Utopia Planitia. Norden ist rechts im Bild.
(Bild: ESA, DLR, FU Berlin (G. Neukum))
Die Abbildung zeigt einen etwa 170 mal 80 Kilometer großen Ausschnitt von Hephaestus Fossae, welcher sich bei 21 Grad nördlicher Breite und 126 Grad östlicher Länge befindet. Mit einer Fläche von 13.600 Quadratkilometern ist das abgebildete Gebiet etwas größer als Zypern.

Das besonders im unteren Teil des Bildes überwiegend ebene Gelände weist eine Vielzahl von kleineren Impaktkratern mit Durchmessern zwischen etwa 800 und 2.800 Metern auf. Fast über die gesamte Region verteilt finden sich außerdem Anhäufungen von kleineren Kratern. Bei diesen handelt es sich höchstwahrscheinlich um sogenannte Sekundärkrater. Diese entstanden, als bei größeren Impaktereignissen kompakte Gesteinsfragmente vom Boden aufgeschleudert wurden und anschließend in unterschiedlicher Entfernung zum ursprünglichen Einschlagsort erneut auf die Oberfläche niedergingen.

ESA, DLR, FU Berlin (G. Neukum)

Bild vergrößernDer dem Krater zugrunde liegende Impakt traf genau in die Mitte eines verzweigten Systems von Abflusskanälen, durch die in früheren Zeiten Wasser geflossen sein muss. Dies und die ungewöhnliche Form der Auswurfdecken deuten darauf hin, dass in Hohlräumen unter der Oberfläche einst Wassereis gespeichert war.
(Bild: ESA, DLR, FU Berlin (G. Neukum))
In der linken Bildhälfte ist dagegen ein deutlich größerer Impaktkrater zu erkennen. Dieser fast einen Kilometer tiefe Krater bedeckt mit einem Durchmesser von über 20 Kilometern eine Fläche von etwa 150 Quadratkilometern. Im Gegensatz zu den kleineren Kratern zeigt er eine deutlich erkennbare, geschlossene Auswurfdecke mit darin enthaltenen Fließspuren, welche sich von den steilen Flanken des Kraters in dessen Umgebung erstrecken. Dies ist ein Anzeichen dafür, dass bei dem zugrunde liegenden Impaktereignis ein deutlich weicheres und weniger verfestigtes Material ausgeworfen wurde.

Auf dem Mars befindet sich der größte Teil des gefrorenen Wassereises in Hohlräumen unter der Planetenoberfläche. Dies könnte auch in der Region von Hephaestus Fossae der Fall sein. Der dem Krater zugrunde liegende Asteroideneinschlag traf genau in die Mitte des verzweigten Systems von Abflusskanälen. Sehr wahrscheinlich wurde bei diesem bereits vor mehreren Millionen Jahren erfolgten Ereignis ein solches unterirdisches Eisreservoir getroffen, welches durch die beim Impakt freigesetzte Energie schlagartig verdampfte. Freigesetztes Wasser beziehungsweise Wasserdampf hat sich umgehend mit dem Auswurfmaterial vermischt und das Material so zum Teil verflüssigt. Dies wäre eine Erklärung für die entstandenen Fließformen, welche sich von den steilen Flanken des Kraters in die Umgebung erstrecken und teilweise gegenseitig überlagern.

Die markante Ausbildung der Ejektadecke sowie die bereits vor dem größeren Impakt in diesem Gebiet vorhandenen, vermutlich durch Wasserfluss entstandenen verzweigten Kanäle zu beiden Seiten des Einschlagkraters stützen die Vermutung eines unterirdischen Eisreservoirs. Auf den Bildern sind einige markante Vertiefungen zu erkennen. Dabei könnte es sich um ehemalige Hohlräume im Untergrund handeln, deren Decke eingestürzt ist.

ESA, DLR, FU Berlin (G. Neukum)

Bild vergrößernIm Vordergrund dieses Bildes sind einige markante Vertiefungen zu erkennen, dabei könnte es sich um ehemalige Hohlräume im Untergrund handeln, deren Decke eingestürzt ist.
(Bild: ESA, DLR, FU Berlin (G. Neukum))
Da die kleineren Impaktkrater keine solche Auswurfdecken aufweisen, ist davon auszugehen, dass ihre Tiefe nicht ausreichend war, um das Eisreservoir im Untergrund zu erreichen. Das für den großen Impakt verantwortliche Objekt drang dagegen bis in eine Tiefe von etwa einem Kilometer in die Marskruste ein und erreichte so die eishaltigen Schichten.

Es ist somit nach der Meinung der beteiligten Wissenschaftler möglich, aus den verschiedenen Tiefen der einzelnen Impaktkrater in Verbindung mit der Ausbildung einer Ejektadecke zu berechnen, in welcher Tiefe sich ein mögliches Reservoir aus Wassereis befinden könnte. Ob sich aber auch in der Gegenwart noch Eis unter der Oberfläche von Hephaestus Fossae befindet, kann man anhand dieser Bilder nicht klären.

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