Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: EPSC 2013, FU Berlin.

Speziell unmittelbar östlich der Valles Marineris ist die Oberfläche des Mars von einem Gewirr von kleinen, in alle Richtungen verlaufenden und sich gegenseitig schneidenden Tälern und Schluchten durchzogen. Diese Regionen zeichnen sich zudem durch eine Häufung von unterschiedlich großen Gesteinsblöcken und stark erodierte, tafelbergähnlichen Erhebungen aus, welche über eine Ausdehnung von bis zu zehn Kilometern und über eine relative Höhe von mehreren hundert Metern, stellenweise sogar bis zu einen Kilometer verfügen.

Die Bildung dieser „chaotischen Gebiete“ wird allgemein darauf zurückgeführt, dass sich in der Vergangenheit im Untergrund vorhandenes Eis, Wasser oder Magma verlagerte, wodurch die darüber liegenden Gesteinsschichten zum Einsturz gebracht wurden. Auch die Erosion durch Wind scheint in der Folgezeit eine nicht zu vernachlässigende Rolle bei der Bildung der heute erkennbaren Geländeformen gespielt zu haben. Der genaue Mechanismus, welcher zu der Entstehung dieser manchmal mehrere hundert Kilometer durchmessenden, chaotischen Regionen führte, ist allerdings bis heute nur ungenügend verstanden. Die chaotischen Gebiete sind deshalb von besonderem Interesse, weil das Verständnis ihrer Entstehung Hinweise auf die Beziehung zwischen den chaotischen Terrains, den Valles Marineris, den Ausflusstälern und der Tiefebene Chryse Planitia geben kann.

Bei einem dieser chaotischen Gebiete handelt es sich um das im Inneren des Aram-Kraters gelegene „Aram Chaos“. Der Aram-Krater ist ein 284 Kilometer durchmessender und rund vier Kilometer tiefer Impaktkrater, welcher sich bei 2,5 Grad nördlicher Breite und 338,5 Grad östlicher Länge im östlichen Bereich des Margaritifer Terra befindet. Eine kürzlich vorgestellte Studie zeigt jetzt, dass das Aram Chaos das Produkt eines Prozesses ist, bei dem große Teile des im Inneren des Kraters abgelagerten Wassereises schmolzen und sich anschließend einen Weg in das benachbarte Ausflusstal „Ares Vallis“ bahnten.

„Vor etwa 3,5 Milliarden Jahren war der ursprüngliche Aram-Krater teilweise mit Wassereis gefüllt, welches von einer zwei Kilometer dicken Schicht aus Sedimenten bedeckt wurde“, so Manuel Roda von der Universität Utrecht, der Hauptautor der betreffenden Studie. Diese Schicht aus Lockermaterial schützte das Wassereis vor der direkten Sonneneinstrahlung und verhinderte so, dass das Eis verdampfte. Allerdings bot die Sedimentschicht keinen Schutz vor der Wärme aus dem Planeteninneren. Über einen Zeitraum von mehreren hundert Millionen Jahren wurde das Eis langsam von unten her aufgeschmolzen, bis schließlich die über dem Wasser liegende Sedimentschicht instabil wurde und kollabierte.

Dadurch bedingt kam es zu einer schlagartigen Verdrängung von fast 100.000 Kubikkilometern Wasser, was in etwa dem vierfachen Volumen des Baikalsees, des größten Süßwassersees auf der Erde entspricht. Innerhalb weniger Wochen bahnte sich das plötzlich freigesetzte Wasser einen Zugang zu dem weiter östlich gelegenen Ausflusstal Ares Valles. Das dabei geschaffene Verbindungstal verfügte über eine Tiefe von bis zu 2,5 Kilometern und eine Breite von etwa 10 Kilometern. Durch den Abfluss des Wasser wurden am Grund des Kraters die jetzt erkennbaren Talsysteme und die chaotisch angeordneten Blockformationen geschaffen.

„Eine interessante Folge dieses Ereignisses besteht darin, dass sich möglicherweise immer noch eine Mischung aus Gestein und Wassereis im Untergrund befindet. Diese Schicht war eventuell nie Bedingungen ausgesetzt, die zu einem Schmelzen des Eises führten beziehungsweise es wurde nur eine dünne Schicht aufgeschmolzen, so dass nicht das gesamte darüber befindliche Material kollabierte. Unter der Oberfläche befindliches Wassereis zeugt davon, dass sich der Mars plötzlich in eine kalte, gefrorene Welt verwandelt hat“, so Manuel Roda.

Sollten sich unter der Oberfläche jedoch noch Vorkommen von flüssigem Wasser befinden, so Manuel Roda weiter, so könnten diese einen potentiellen Lebensraum für eventuell auf dem Mars lebende Mikroorganismen bilden. In einer ausreichenden Tiefe wären sie dort auch vor den harten auf der Marsoberfläche herrschenden Umweltbedingungen, zum Beispiel der dort fast ungehindert einfallenden kosmischen Strahlung geschützt, so Roda weiter.

Die hier kurz vorgestellte Studie wurde kürzlich auf dem diesjährigen European Planetary Science Congress, einer Fachtagung der Planetenforscher, vorgestellt. Bei ihrer Arbeit griffen die beteiligten Wissenschaftler unter anderem auf Aufnahmen der High Resolution Stereo Camera (kurz „HRSC“), einem der insgesamt sieben wissenschaftlichen Instrumente an Bord der von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebenen Raumsonde Mars Express, zurück. Einige von der HRSC-Kamera erstellte Ansichten des Aram-Kraters finden Sie auf einer entsprechenden Internetseite der FU Berlin.

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EPSC 2013:

• Evidence for catastrophic ice lake collapse from Aram Chaos (Mars) (engl.)

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Ein Beitrag von Eric Honstrass. Quelle: DLR.

Diese Bilder der vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) betriebenen, hochauflösenden Stereokamera (HRSC) auf der ESA-Sonde Mars Express zeigen einen Teil der Region Aram Chaos. Aram Chaos ist eine nahezu kreisrunde Struktur von etwa 280 Kilometern Durchmesser, die zwischen dem Ausflusstal Ares Vallis und Aureum Chaos liegt.

Aram Chaos ist eines der zahlreichen so genannten chaotischen Gebiete östlich der Valles Marineris, die durch stark erodierte Tafelberge und Hügel gekennzeichnet sind. Die im Farbbild sichtbaren Restberge nehmen eine Breite von bis zu zehn Kilometern ein und haben eine relative Höhe von etwa 1000 Metern.

Am westlichen Rand des Gebietes erkennt man helle, offenbar geschichtete Ablagerungen, auf deren östlicher Seite, wie auch im nordwestlichen Teil der Szene, deutlich ausgeprägte Terrassen zu finden sind.

Die Bildung des chaotischen Gebiets wird darauf zurückgeführt, dass sich im Untergrund vorhandenes Eis, Wasser oder Magma verlagerte und dadurch die darüber liegenden Gesteinsschichten zum Einsturz gebracht wurden.

Auch die Erosion durch Wind scheint eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der heutigen Geländeformen gespielt zu haben.

Vermutlich stammte das Wasser oder das Eis, das die großen in Chryse Planitia mündenden Ausflusstäler formte, aus den zahlreichen chaotischen Gebieten östlich von Valles Marineris.

Die chaotischen Gebiete sind deshalb von besonderem Interesse, da sie Hinweise auf die Beziehung zwischen chaotischem Terrain, Chryse Planitia, Valles Marineris und den Ausflusstälern geben.

Die Farbdarstellung (Bild 4) wurde aus den Daten der Farbkanäle und dem senkrecht auf die Marsoberfläche blickenden Nadirkanal berechnet. Das Anaglyphenbild (Bild 3), das bei Verwendung einer Rot-Blau- oder einer Rot-Grün-Brille einen dreidimensionalen Eindruck der Oberfläche liefert, sowie die perspektivische Ansicht (Bild 2) wurden aus dem Nadirkanal und den Stereokanälen der HRSC berechnet. Für Präsentationszwecke im Internet wurde die Originalauflösung der Bilddaten verringert.

Die Bilddaten wurden am 14. Oktober 2004 in Orbit 945 aufgenommen und zeigen einen Ausschnitt bei 2 Grad nördlicher Breite und 340 Grad östlicher Länge. Die Auflösung beträgt 14 Meter pro Bildpunkt.

Hochaufgelöste Versionen der Bilder finden Sie auf der DLR-Seite.

Das Kameraexperiment HRSC auf der Mission Mars Express der Europäischen Weltraumorganisation ESA wird vom Principal Investigator (PI) Prof. Dr. Gerhard Neukum (Freie Universität Berlin) geleitet. Das Wissenschaftsteam besteht aus 45 Co-Investigatoren aus 32 Instituten und zehn Nationen. Die Kamera wurde am Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) entwickelt und in Kooperation mit industriellen Partnern gebaut (EADS Astrium, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena-Optronik GmbH). Sie wird vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof in Zusammenarbeit mit ESA/ESOC betrieben. Die systematische Prozessierung der HRSC-Daten erfolgt am DLR. Die hier gezeigten Darstellungen wurden von der PI-Gruppe am Institut für Geologische Wissenschaften der Freien Universität Berlin in Zusammenarbeit mit dem DLR-Institut für Planetenforschung erstellt.

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