Wissenschaftler beobachteten erstmals die Medusae Fossae Formation (MFF) in den 1960er Jahren, dank der Bemühungen der Seemann Raumfahrzeug. Diese massive Ablagerung von weichem Sedimentgestein erstreckt sich über ungefähr 1.000 km entlang des Äquators und besteht aus welligen Hügeln, abrupten Mesas und merkwürdigen Graten (auch bekannt als Yardangs), die das Ergebnis von Winderosion zu sein scheinen. Darüber hinaus führte eine ungewöhnliche Beule über dieser Formation zu einer UFO-Verschwörungstheorie.
Unnötig zu erwähnen, dass die Formation eine Quelle wissenschaftlicher Neugier war und viele Geologen versuchten zu erklären, wie sie sich hätte bilden können. Laut einer neuen Studie der Johns Hopkins University war die Region das Ergebnis vulkanischer Aktivitäten, die vor mehr als 3 Milliarden Jahren auf dem Roten Planeten stattfanden. Diese Ergebnisse könnten drastische Auswirkungen auf das Verständnis der Wissenschaftler für das Innere des Mars und sogar auf sein früheres Bewohnbarkeitspotential haben.
Die Studie - die vor kurzem in der erschien Journal of Geophysical Research: Planeten unter dem Titel „Die Dichte der Medusae Fossae-Bildung: Implikationen für ihre Zusammensetzung, Herkunft und Bedeutung in der Marsgeschichte“ - wurde von Lujendra Ojha und Kevin Lewis, einem Blaustein-Gelehrten und Assistenzprofessor am Institut für Erd- und Planetenwissenschaften, durchgeführt an der Johns Hopkins University.
Zu Ojhas früheren Arbeiten gehört es, Beweise dafür zu finden, dass Wasser auf dem Mars in saisonalen Soleströmen an der Oberfläche vorkommt, die er 2010 als Student im Grundstudium entdeckte. In der Zwischenzeit hat Lewis einen Großteil seiner akademischen Laufbahn der eingehenden Untersuchung der Natur des Sedimentgesteins auf dem Mars gewidmet, um festzustellen, was diese geologische Aufzeichnung über das vergangene Klima und die Bewohnbarkeit dieses Planeten aussagen kann.
Wie Ojha erklärte, ist das Studium der Medusa Fossae Formation von zentraler Bedeutung für das Verständnis der geologischen Geschichte des Mars. Ähnlich wie in der Region Tharsus Montes wurde diese Formation zu einer Zeit gebildet, als der Planet noch geologisch aktiv war. "Dies ist eine massive Lagerstätte, nicht nur im Marsmaßstab, sondern auch im Hinblick auf das Sonnensystem, da wir keine andere Lagerstätte kennen, die so ist", sagte er.
Sedimentgestein ist im Grunde das Ergebnis von Gesteinsstaub und Ablagerungen, die sich auf der Oberfläche eines Planeten ansammeln und im Laufe der Zeit verhärten und schichten. Diese Schichten dienen als geologische Aufzeichnung und geben an, welche Arten von Prozessen zum Zeitpunkt der Ablagerung der Schichten auf der Oberfläche stattfanden. Bei der Medusae Fossae-Formation waren sich die Wissenschaftler nicht sicher, ob Wind-, Wasser-, Eis- oder Vulkanausbrüche für die Ablagerungen verantwortlich waren.
In der Vergangenheit wurden Radarmessungen der Formation durchgeführt, die darauf hindeuteten, dass Medusae Fosssae eine ungewöhnliche Zusammensetzung hatte. Die Wissenschaftler waren sich jedoch nicht sicher, ob die Formation aus hochporösem Gestein oder einer Mischung aus Gestein und Eis bestand. Für ihre Studie verwendeten Ojha und Lewis zum ersten Mal Schwerkraftdaten von verschiedenen Marsorbitern, um die Dichte der Formation zu messen.
Sie fanden heraus, dass das Gestein ungewöhnlich porös und etwa zwei Drittel so dicht ist wie der Rest der Marskruste. Sie verwendeten auch Radar- und Schwerkraftdaten, um zu zeigen, dass die Dichte der Formation zu groß war, um durch das Vorhandensein von Eis erklärt zu werden. Daraus folgerten sie, dass das stark poröse Gestein durch Vulkanausbrüche abgelagert worden sein musste, als der Mars noch geologisch aktiv war. Vor 3 Milliarden Jahren.
Als diese Vulkane explodierten und Asche und Gestein in die Atmosphäre warfen, wäre das Material an die Oberfläche zurückgefallen, hätte Schichten aufgebaut und wäre bergab geflossen. Nach einiger Zeit hätte sich die Asche zu Gestein zementiert, das im Laufe der Zeit durch Marswinde und Staubstürme langsam erodiert wurde und die Formationswissenschaftler heute dort sehen würden. Laut Ojha deuten diese neuen Erkenntnisse darauf hin, dass das Innere des Mars komplexer ist als bisher angenommen.
Während Wissenschaftler seit einiger Zeit wissen, dass der Mars einige flüchtige Stoffe - dh Wasser, Kohlendioxid und andere Elemente, die bei leichtem Temperaturanstieg zu Gas werden - in seiner Kruste hat, die periodische explosive Eruptionen an der Oberfläche ermöglichen, ist die Art der Eruption erforderlich Die Region Medusa Fossae zu schaffen, wäre immens gewesen. Dies weist darauf hin, dass der Planet möglicherweise große Mengen an flüchtigen Stoffen in seinem Inneren hat. Wie Ojha erklärte:
„Wenn Sie die Medusae Fossae weltweit vertreiben würden, würde dies eine 9,7 Meter dicke Schicht ergeben. Angesichts der Größe dieser Lagerstätte ist es wirklich unglaublich, denn dies impliziert, dass das Magma nicht nur reich an flüchtigen Bestandteilen war, sondern auch über lange Zeiträume reich an flüchtigen Bestandteilen sein musste. “
Darüber hinaus hätte diese Aktivität drastische Auswirkungen auf die Bewohnbarkeit des Mars in der Vergangenheit gehabt. Grundsätzlich hätte die Bildung der Medusae Fossae Formation an einem entscheidenden Punkt in der Geschichte des Mars stattgefunden. Nach dem Ausbruch wären massive Mengen an Kohlendioxid und (höchstwahrscheinlich) Methan in die Atmosphäre ausgestoßen worden, was einen signifikanten Treibhauseffekt verursacht hätte.
Darüber hinaus gaben die Autoren an, dass der Ausbruch genug Wasser ausgestoßen hätte, um den Mars in einem globalen Ozean mit einer Dicke von mehr als 9 cm (4 Zoll) zu bedecken. Dieser resultierende Treibhauseffekt hätte ausgereicht, um die Marsoberfläche so warm zu halten, dass das Wasser in flüssigem Zustand bleibt. Gleichzeitig hätte der Ausstoß vulkanischer Gase wie Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid die Chemie der Marsoberfläche und -atmosphäre verändert.
All dies hätte drastische Auswirkungen auf die potenzielle Bewohnbarkeit des Planeten gehabt. Wie Kevin Lewis angedeutet hat, zeigt die neue Studie außerdem, dass Schwerkraftuntersuchungen das Potenzial haben, die geologischen Aufzeichnungen des Mars zu interpretieren. "Zukünftige Schwerkraftuntersuchungen könnten dazu beitragen, zwischen Eis, Sedimenten und magmatischen Gesteinen in der oberen Kruste des Planeten zu unterscheiden", sagte er.
Das Studium der Marsoberflächenmerkmale und der geologischen Geschichte ähnelt dem Schälen einer Zwiebel. Mit jeder Schicht, die wir zurückziehen, erhalten wir ein weiteres Puzzleteil, das zusammen eine reiche und abwechslungsreiche Geschichte ergibt. In den kommenden Jahren und Jahrzehnten werden weitere Robotermissionen die Oberfläche und Atmosphäre des Roten Planeten untersuchen, um sich auf eine eventuelle Mission mit Besatzung bis 2030 vorzubereiten.
All diese Missionen werden es uns ermöglichen, mehr über die wärmere, feuchtere Vergangenheit des Mars zu erfahren und darüber, ob es dort irgendwann einmal existiert hat oder nicht (oder vielleicht immer noch!).
