Ab 2016 war der Mars der ständige Wohnsitz von nicht weniger als acht Robotermissionen, einer Kombination aus Orbitern, Rovers und Landern. Zwischen umfangreichen Untersuchungen der Marsatmosphäre und -oberfläche haben Wissenschaftler viel über die Geschichte und Entwicklung des Planeten gelernt. Insbesondere haben sie umfangreiche Beweise dafür gefunden, dass der Mars einst fließendes Wasser auf seiner Oberfläche hatte.
Die jüngsten Beweise dafür stammen von der University of Texas in Austin, wo Forscher eine Studie erstellt haben, in der detailliert beschrieben wird, wie Wasser Sedimente in der Mars-Region Aeolis Dorsa abgelagert hat. Nach ihren Forschungen enthält dieses Gebiet ausgedehnte Sedimentablagerungen, die als historische Aufzeichnung des Mars dienen und den Einfluss der Erosion auf Wasserbasis im Laufe der Zeit katalogisieren.
Die Studie mit dem Titel „Flussstratigraphie von Talfüllungen in Aeolis Dorsa, Mars: Hinweise auf Schwankungen auf Basisebene, die von einem nachgeschalteten Gewässer kontrolliert werden“ wurde kürzlich in der Fachzeitschrift veröffentlicht GeoScienceWorld. Unter der Leitung von Benjamin D. Cardenas, einem Geologen der Jackson School of Geosciences an der University of Texas in Austin, untersuchte das Team Satellitendaten der Region Aeolis Dorsa, um die Struktur von Sedimentablagerungen zu untersuchen.
Aeolis Dorsa ist seit Jahren für Wissenschaftler von Interesse, da es einige der am dichtesten gepackten Sedimentschichten auf dem Mars enthält, die durch fließendes Wasser (auch bekannt als Flussablagerungen) abgelagert wurden. Diese Ablagerungen sind von der Umlaufbahn aus sichtbar, da sie einen Prozess durchlaufen haben, der als „topografische Inversion“ bekannt ist. Dieser besteht aus Ablagerungen, die niedrige Flusskanäle füllen und dann exhumiert werden, um eingeschnittene Täler zu erzeugen.
Eingeschnittene Täler sind per Definition topografische Tiefs, die durch „Flusserosion“ erzeugt werden - d. H. In Bezug auf einen Fluss oder ein Flussufer. Auf der Erde werden diese Täler üblicherweise durch steigende Meeresspiegel erzeugt und dann aufgrund sinkender Meeresspiegel mit Sedimenten gefüllt. Wenn der Meeresspiegel steigt, werden die Täler aus der Landschaft herausgeschnitten, wenn sich das Wasser landeinwärts bewegt. und wenn der Meeresspiegel sinkt, lagern sich in sich zurückziehenden Gewässern Sedimente ab.
Laut der Studie hat dieser Prozess Geophysikern und Planetenforschern die Möglichkeit geboten, die geologischen Aufzeichnungen des Mars in drei Dimensionen und über bedeutende Entfernungen hinweg zu beobachten. Wie Cardenas dem Space Magazine per E-Mail mitteilte:
„Sedimentgesteine zeichnen im Allgemeinen Informationen über die Umgebungen auf, in denen sie abgelagert wurden. Flussablagerungen zeichnen speziell Informationen darüber auf, wie Flüsse seitlich wanderten, wie sie sich vertikal ausbreiteten und wie sich diese Dinge im Laufe der Zeit verändert haben. “
Hier auf der Erde wird die Statigraphie (d. H. Die Reihenfolge und Position der Sedimentschichten) von Sedimentgesteinen seit Generationen von Geologen verwendet, um die Bedingungen auf unserem Planeten vor Milliarden von Jahren einzuschränken. Erst in der jüngeren Geschichte wurde die Untersuchung von Sedimentschichten genutzt, um die Umweltbedingungen auf anderen Planetenkörpern (wie dem Mars) vor Milliarden von Jahren einzuschränken.
Die meisten dieser Studien haben jedoch Daten geliefert, die Sedimentverpackungen im Submeter-Maßstab nicht auflösen konnten. Stattdessen wurden Satellitenbilder verwendet, um stratigraphische Beziehungen in großem Maßstab zu definieren, beispielsweise Ablagerungsmuster entlang vergangener Wasserkanäle. Mit anderen Worten, die Studien haben sich mehr darauf konzentriert, die Existenz vergangener Wasserströme auf dem Mars zu katalogisieren als seitdem.
Wie Cardenas anzeigte, verfolgten er und sein Team einen anderen Ansatz, bei dem berücksichtigt wurde, dass der Mars in den letzten 3,5 Milliarden Jahren Veränderungen erfahren hat. Wie er erklärte:
„Im Allgemeinen wurde angenommen, dass sich ein Großteil der Marsoberfläche nicht besonders von der vor 3,5 Milliarden Jahren unterscheidet. Wir bemühen uns zu demonstrieren, dass die moderne Oberfläche in unserem Untersuchungsgebiet, Aeolis Dorsa, das Ergebnis von Bestattung, Exhumierung und ungleicher Erosion ist, und es kann nicht angenommen werden, dass die moderne Oberfläche überhaupt die alte Oberfläche darstellt. Wir versuchen wirklich zu zeigen, dass das, was wir heute sehen, die Merkmale, die wir heute messen können, Sedimentablagerungen von Flüssen sind und keine tatsächlichen Flüsse. Dies ist unglaublich wichtig zu erkennen, wenn Sie anfangen, Ihre Beobachtungen zu interpretieren, und es ist häufig ein übersehener Punkt. “
Für ihre Forschung verwendeten Cardenas und sein Team Stereopaare von hochauflösenden Bildern und topografischen Daten, die von der Kontextkamera (CTX) und dem hochauflösenden bildgebenden Wissenschaftsexperiment (HiRISE) an Bord des Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) aufgenommen wurden. Diese Daten wurden dann mit der integrierten Software für Bildgeber und Spektrometer (ISIS) - einem digitalen Bildverarbeitungspaket des US Geological Survey (USGS) - und der Ames Stereo Pipeline der NASA kombiniert.
Diese verarbeiteten die gepaarten Bilder zu hochauflösenden topografischen Daten und digitalen Höhenmodellen (DEMs), die dann mit Daten des Mars Orbiting Laser Altimeter (MOLA) an Bord des Mars Global Surveyor (MSG) verglichen wurden. Das Endergebnis war eine Reihe von DEMs, deren Auflösung um Größenordnungen höher war als alles, was zuvor hergestellt wurde.
Bei alledem konnten Cardenas und seine Kollegen Stapelmuster in den Flussablagerungen identifizieren, Änderungen in den Sedimentationsstilen feststellen und Mechanismen für ihre Entstehung vorschlagen. Darüber hinaus führte das Team eine brandneue Methode zur Messung der Strömungsrichtung der Flüsse ein, die diese Ablagerungen verlassen haben, um zu sehen, wie sich die Landschaft in den letzten Milliarden Jahren verändert hat.
"Die Studie zeigt, dass es vor ~ 3,5 Milliarden Jahren auf dem Mars ein großes Gewässer gab und dass dieses Gewässer langsam genug an Volumen zunahm und abnahm, dass die Flusssedimentation Zeit hatte, die Stile anzupassen", sagte Cardenas. „Dies steht eher im Einklang mit langsameren Klimaveränderungen und weniger im Einklang mit katastrophalen hydrologischen Ereignissen. Aeolis Dorsa liegt an den hypothetischen Küsten eines alten Nordozeans auf dem Mars. Es ist interessant, Flussablagerungen an der Küste von Aeolis Dorsa zu finden, aber es hilft uns nicht, die Größe des Gewässers (See, Meer usw.) einzuschränken. "
Im Wesentlichen kamen Cardenas und seine Kollegen zu dem Schluss, dass - ähnlich wie auf der Erde - fallende und steigende Wasserstände in einem großen Gewässer die Bildung der Paläotäler in ihrem Untersuchungsgebiet erzwangen. Und ähnlich wie heute auf der Erde wurden Flüsse, die sich in Küstenregionen bildeten, stark von Änderungen des Wasserspiegels eines großen, stromabwärts gelegenen Gewässers beeinflusst.
Seit einiger Zeit ist es eine Selbstverständlichkeit, dass die Marsoberfläche tot ist und ihre Merkmale in der Zeit eingefroren sind. Wie diese Studie gezeigt hat, hat sich die Landschaft erheblich verändert, seit sie ihre Atmosphäre und ihr Oberflächenwasser verloren hat. Diese Erkenntnisse werden zweifellos Gegenstand von Interesse sein, wenn wir uns einer Mission mit Besatzung an der Marsoberfläche nähern.
