18 erdgroße Exoplaneten entdeckt
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Autor: Ralph-Mirko Richter / 09. Oktober 2011, 17:27 Uhr

Mars Express: Aufnahmen vom Ares Vallis auf dem Mars

Am Freitag veröffentlichte Aufnahmen der Raumsonde Mars Express zeigen das Mündungsgebiet des Ares Vallis in der Äquatorregion des Mars. Bei den erkennbaren Oberflächenformationen handelt es sich um inselartige Strömungsstrukturen, welche vor mehreren Milliarden Jahren durch die Einwirkung von Wasser auf die Planetenoberfläche entstanden sind.

Quelle: ESA, DLR, FU Berlin
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NASA, MGS, MOLA Science Team

Bild vergrößernEine topografische Karte der Region Ares Vallis. Der durch die HRSC-Kamera abgebildete Bereich ist umrahmt.
(Bild: ESA, DLR, FU Berlin (G. Neukum))
Am 11. Mai 2011 überflog die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Mars Express während ihres Orbits Nummer 9.393 das in der Äquatorregion des Mars gelegene Ares Vallis und bildete dabei mit der High Resolution Stereo Camera (HRSC) das bei 16 Grad nördlicher Breite und 327 Grad östlicher Länge befindliche Mündungsgebiet dieses Ausflusstals ab. Aus einer Höhe von rund 300 Kilometern erreichte die Kamera dabei eine Auflösung von etwa 15 Metern pro Pixel. Die HRSC wird vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) betrieben und ist eines von sieben wissenschaftlichen Instrumenten an Bord der Raumsonde Mars Express.

Benannt wurde das im Jahr 1976 auf den Aufnahmen der amerikanischen Viking-Orbiter entdeckte Tal nach Ares, dem Kriegsgott der griechischen Mythologie. Bei dem Ares Vallis handelt es sich um eines der großen Ausflusstäler auf dem Mars, welche sich vom südlichen Hochland in die nördlichen Tiefebenen erstrecken. Ares Vallis zieht sich über eine Länge von rund 1.700 Kilometern durch das südliche Mars-Hochland und endet in einer über 100 Kilometer breiten Mündung in der Tiefebene Chryse Planitia.

In der Frühzeit des Mars strömten hier vor mehreren Milliarden Jahren große Mengen Wasser über die Oberfläche unseres Nachbarplaneten, welche ihre deutlich sichtbaren Spuren in der Landschaft hinterlassen haben. Um diese Spuren näher zu untersuchen, landete die amerikanische Weltraumbehörde NASA am 4. Juli 1997 die Mission Pathfinder in dieser Region. In den folgenden 3 Monaten wurde die Umgebung der Landestelle mit dem Marsrover Sojourner näher erkundet.

Die vor fünf Monaten erstellten Aufnahmen der HRSC-Kamera zeigen einen großen, zum Teil bereits abgetragenen Krater, stromlinienförmige Inseln und terrassenartig erscheinende Uferbänke an den Talrändern. Hierbei handelt es sich um Erosionsspuren, welche von dem Wasser, das einstmals im Ares Vallis geflossen ist, in der Landschaft hinterlassen wurde. Bei dem Krater handelt es sich um den etwas über 32 Kilometer durchmessenden Oraibi-Krater, welcher sich lediglich rund 100 Kilometer südlich der Landestelle von Pathfinder befindet.

ESA, DLR, FU Berlin (G. Neukum)

Bild vergrößernDas Mündungsgebiet des Ares Vallis wurde am 11. Mai 2011 von der HRSC-Kamera abgebildet.
(Bild: ESA, DLR, FU Berlin (G. Neukum))
An diesem Krater sind die Erosionsspuren besonders deutlich zu erkennen. Die Landschaftsformen zeigen, dass er von dem Wasser stark umspült wurde und die Kraft der Wassermassen dabei anscheinend so stark war, dass der südliche Rand des Kraters durchbrochen und das Kraterinnere überflutet wurde. Durch das Wasser mitgeführte Sedimente haben den Oraibi-Krater dabei teilweise verfüllt (zu erkennen im Bildausschnitt 1 in der weiter unten zu sehenden Nadiraufnahme).

Die Wassermassen scheinen einstmals mit erheblicher Energie durch das Tal geflossen zu sein. Dabei konnten sie mit dem dadurch erzeugten Druck große Mengen an Material erodieren. So zeigen zum Beispiel die am Rand des Ares Vallis befindlichen "Uferbänke" eine an Stufen erinnernde terrassenförmige Morphologie. Diverse parallel verlaufende Rillen und Rinnen, welche längs der Fließrichtung des Wassers verlaufen, deuten ebenfalls auf eine starke Erosion des Untergrundes hin (Bildausschnitt 2). Auf dem Grund des Ares Vallis sind weitere Erosionsformen anhand von stromlinienförmigen "Inseln" erkennbar (Bildausschnitt 3). All diese Strukturen zeigen die einstige Fließrichtung des Wassers an.

ESA, DLR, FU Berlin (G. Neukum)

Bild vergrößernDiese Nadir-Aufnahme der HRSC-Kamera zeigt in verschiedenen Bildausschnitten mehrere markante Geländemerkmale in der abgebildeten Region. Norden befindet sich rechts im Bild.
(Bild: ESA, DLR, FU Berlin (G. Neukum))
Auffällig sind auch verschiedene Krater, deren Umrisse nur noch sehr schwach erkennbar sind. Diese sogenannten "Geisterkrater" sind hier in der linken Hälfte der Nadiraufnahme zu sehen. Die Geisterkrater befinden sich sowohl auf dem Grund des Ares Valles als auch auf dem daneben liegenden Plateau. Dies legt den Schluss nahe, dass auch Teile des Plateaus, welches sich etwa 1.000 Meter über das Ares Vallis erhebt, zumindestens teilweise überflutet wurden. Auf dem Plateau sind zudem viele einzelne Restberge zu erkennen (Bildausschnitt 4). Hierbei scheint es sich um die Überreste einer früheren durchgehenden Bedeckung zu handeln, welche im Laufe der Zeit allerdings durch verschiedene erosive Einflüsse abgetragen wurde.

Außerdem ist auf dem Plateau am linken Bildrand auch noch der Teil einer Ejektadecke zu erkennen. Hierbei handelt es sich um Bodenmaterial, welches bei dem Einschlag eines größeren Asteroiden auf die Marsoberfläche in die Höhe geschleudert wurde und sich anschließend und den dabei entstandenen Krater herum auf der Oberfläche abgelagert hat. Der dabei entstandene Krater ist auf der topografischen Karte am unteren Rand des von der HRSC-Kamera abgebildeten Geländeabschnitts erkennbar.

ESA, DLR, FU Berlin (G. Neukum)

Bild vergrößernAuf dieser Aufnahme ist die Erosion am Rand des Oraibi-Kraters erkennbar. Am rechten Rand der Aufnahme ist zudem eine Konzentration kleinerer Krater erkennbar.
(Bild: ESA, DLR, FU Berlin (G. Neukum))
Ein weiteres interessantes Detail ist eine Hangrutschung, welche am oberen linken Bildrand im Bildausschnitt 5 zu erkennen ist. Die Rutschung weist eine Breite von etwa vier Kilometern auf. Der Hangrutsch könnte durch den Impakt verursacht worden sein, dessen Auswurfmasse im Bildausschnitt 4 zu erkennen ist. Einzelne Strahlen dieser Ejektadecke können bis zum Ausgangspunkt dieser Rutschung verfolgt werden.

Charakteristisch für den hier abgebildeten Bereich des Ares Vallis ist zudem auch die ungewöhnlich starke Häufung von kleineren Impaktkratern auf einem räumlich eng begrenzten Geländeabschnitt (Bildausschnitt 3). Für das Auftreten solcher Kratergruppen können zwei Prozesse verantwortlich sein. Zum einen bilden sie sich, wenn ein Asteroid oder Komet beim Eindringen in die Atmosphäre in viele kleine einzelne Bestandteile zerbricht und diese dann in enger zeitlicher Abfolge und auf einem eng begrenzten Gebiet auf der Oberfläche einschlagen. Dabei können sich dann Kraterketten bilden, wie sie hier teilweise zu sehen sind. Zum anderen sind solche Kratergruppen aber auch charakteristisch für sogenannte Sekundärkrater. Diese entstehen, wenn durch den Einschlag eines großen Asteroiden in dem von diesem Impakt betroffenen Gebiet viele Gesteinsbrocken in die Luft geschleudert werden. Diese fallen danach in mehreren Kilometern Entfernung wieder zu Boden, wobei sich dann wiederum eine Vielzahl weiterer kleinerer Krater bilden kann.

ESA, DLR, FU Berlin (G. Neukum)

Bild vergrößernEin perspektivischer Blick über das Mündungsgebiet des Ares Vallis.
(Bild: ESA, DLR, FU Berlin (G. Neukum))
Die hier gezeigten Farbansichten des Ares Vallis wurde aus dem senkrecht auf die Planetenoberfläche blickenden Nadirkanal und den vor- und rückwärts blickenden Farbkanälen der HRSC-Stereokamera erstellt. Bei dem Schwarzweißbild handelt es sich um eine Nadiraufnahme, welche von allen gewonnenen HRSC-Aufnahmen die höchste Auflösung erreicht. Das weiter unten zu sehende Anaglyphenbild, welches bei der Verwendung einer Rot-Cyan- oder Rot-Grün-Brille einen dreidimensionalen Eindruck der Landschaft vermittelt, wurde aus dem Nadirkanal und einem Stereokanal abgeleitet. Des Weiteren können die Wissenschaftler aus einer höhenkodierten Bildkarte, welche aus den Nadir- und Stereokanälen der HRSC-Kamera errechnet wird, ein digitales Geländemodell der abgebildeten Marsoberfläche ableiten.

Das HRSC-Kameraexperiment an Bord der ESA-Sonde Mars Express wird vom Principal Investigator (PI) Prof. Dr. Gerhard Neukum von der Freien Universität Berlin geleitet. Dieser hat auch die technische Konzeption der hochauflösenden Stereokamera entworfen. Das für die HRSC-Kamera verantwortliche Wissenschaftlerteam besteht aus 40 Co-Investigatoren von 33 Institutionen aus zehn Ländern.

ESA, DLR, FU Berlin (G. Neukum)

Bild vergrößernDurch die Betrachtung mit einer speziellen Rot-Cyan- oder Rot-Grün-Brille wird mit dieser 3D-Aufnahme ein räumlicher Eindruck der Landschaft vermittelt.
(Bild: ESA, DLR, FU Berlin (G. Neukum))
Die HRSC-Kamera wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt unter der Leitung von Prof. Dr. Gerhard Neukum entwickelt und in Kooperation mit industriellen Partnern (EADS Astrium, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena-Optronik GmbH) gebaut. Sie wird vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof betrieben. Die systematische Prozessierung der Bilddaten erfolgt am DLR. Die Darstellungen der hier gezeigten Mars Express-Bilder wurden von den Mitarbeitern des Instituts für Geologische Wissenschaften der FU Berlin in Zusammenarbeit mit dem DLR-Institut für Planetenforschung erstellt.

Weitere während des Orbits Nummer 9.393 durch die HRSC-Kamera angefertigte Aufnahmen des Ares Vallis finden Sie auf der entsprechenden Internetseite der FU Berlin. Speziell in den dort verfügbaren hochaufgelösten Aufnahmen kommen die verschiedenen Strukturen der Marsoberfläche besonders zur Geltung.

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