WORAUS BESTEHT DER MARS?

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Seit Tausenden von Jahren starren Menschen in den Himmel und wundern sich über den Roten Planeten. Im 19. Jahrhundert, mit der Entwicklung ausreichend leistungsfähiger Teleskope, begannen Wissenschaftler, die Oberfläche des Planeten zu beobachten und über die Möglichkeit des dort existierenden Lebens zu spekulieren.

Erst im Weltraumzeitalter begann die Forschung, die tieferen Geheimnisse des Planeten wirklich zu beleuchten. Dank zahlreicher Raumsonden, Orbiter und Roboterrover haben Wissenschaftler viel über die Oberfläche des Planeten, seine Geschichte und die vielen Ähnlichkeiten mit der Erde gelernt. Nirgendwo ist dies deutlicher als in der Zusammensetzung des Planeten selbst.

Struktur und Zusammensetzung:

Wie die Erde hat auch das Innere des Mars einen Prozess durchlaufen, der als Differenzierung bekannt ist. Hier bildet sich ein Planet aufgrund seiner physikalischen oder chemischen Zusammensetzung zu Schichten, wobei sich dichtere Materialien im Zentrum konzentrieren und weniger dichte Materialien näher an der Oberfläche liegen. Im Fall des Mars bedeutet dies einen Kern mit einem Radius zwischen 1700 und 1850 km (1050 - 1150 mi), der hauptsächlich aus Eisen, Nickel und Schwefel besteht.

Dieser Kern ist von einem Silikatmantel umgeben, der in der Vergangenheit eindeutig tektonische und vulkanische Aktivität erfahren hat, jetzt aber zu ruhen scheint. Neben Silizium und Sauerstoff sind Eisen, Magnesium, Aluminium, Kalzium und Kalium die am häufigsten vorkommenden Elemente in der Marskruste. Die Oxidation des Eisenstaubs verleiht der Oberfläche ihren rötlichen Farbton.

Magnetismus und geologische Aktivität:

Darüber hinaus enden die Ähnlichkeiten zwischen der inneren Zusammensetzung der Erde und des Mars. Hier auf der Erde ist der Kern vollständig flüssig, besteht aus geschmolzenem Metall und ist in ständiger Bewegung. Die Rotation des inneren Erdkerns dreht sich in eine andere Richtung als der äußere Kern, und die Wechselwirkung der beiden gibt der Erde ihr Magnetfeld. Dies wiederum schützt die Oberfläche unseres Planeten vor schädlicher Sonnenstrahlung.

Der Mars-Kern ist dagegen weitgehend solide und bewegt sich nicht. Infolgedessen fehlt dem Planeten ein Magnetfeld und er wird ständig von Strahlung bombardiert. Es wird spekuliert, dass dies einer der Gründe ist, warum die Oberfläche in den letzten Äonen leblos geworden ist, obwohl auf einmal flüssiges, fließendes Wasser nachgewiesen wurde.

Obwohl derzeit kein Magnetfeld vorhanden ist, gibt es Hinweise darauf, dass der Mars zu einem bestimmten Zeitpunkt ein Magnetfeld hatte. Nach Angaben der Mars Global SurveyorTeile der Erdkruste wurden in der Vergangenheit magnetisiert. Es wurden auch Hinweise gefunden, die darauf hindeuten würden, dass dieses Magnetfeld polare Umkehrungen erfahren hat.

Dieser beobachtete Paläomagnetismus von Mineralien auf der Marsoberfläche hat ähnliche Eigenschaften wie Magnetfelder, die auf einigen Meeresböden der Erde nachgewiesen wurden. Diese Ergebnisse führten zu einer erneuten Überprüfung einer Theorie, die ursprünglich 1999 vorgeschlagen wurde und die postulierte, dass der Mars vor vier Milliarden Jahren eine plattentektonische Aktivität erlebte. Diese Aktivität funktioniert seitdem nicht mehr und das Magnetfeld des Planeten verschwindet.

Ähnlich wie der Kern ruht auch der Mantel, ohne tektonische Plattenwirkung, um die Oberfläche neu zu formen oder Kohlenstoff aus der Atmosphäre zu entfernen. Die durchschnittliche Dicke der Planetenkruste beträgt etwa 50 km (31 mi), bei einer maximalen Dicke von 125 km (78 mi). Im Gegensatz dazu ist die Erdkruste durchschnittlich 40 km lang und nur ein Drittel so dick wie die des Mars, bezogen auf die Größe der beiden Planeten.

Die Kruste besteht hauptsächlich aus Basalt aus der vulkanischen Aktivität, die vor Milliarden von Jahren stattfand. Angesichts der Leichtigkeit des Staubes und der hohen Geschwindigkeit der Marswinde können Merkmale auf der Oberfläche in relativ kurzer Zeit ausgelöscht werden.

Bildung und Evolution:

Ein Großteil der Zusammensetzung des Mars wird seiner Position relativ zur Sonne zugeschrieben. Elemente mit vergleichsweise niedrigen Siedepunkten wie Chlor, Phosphor und Schwefel sind auf dem Mars weitaus häufiger als auf der Erde. Wissenschaftler glauben, dass diese Elemente wahrscheinlich durch den energetischen Sonnenwind des jungen Sterns aus sonnennahen Gebieten entfernt wurden.

Nach seiner Entstehung wurde der Mars wie alle Planeten im Sonnensystem dem sogenannten „Late Heavy Bombardment“ ausgesetzt. Ungefähr 60% der Marsoberfläche weisen Aufzeichnungen über Einschläge aus dieser Zeit auf, während ein Großteil der verbleibenden Oberfläche wahrscheinlich von riesigen Einschlagsbecken unterlegt ist, die durch diese Ereignisse verursacht wurden.

Diese Krater sind aufgrund der langsamen Erosionsrate auf dem Mars so gut erhalten. Hellas Planitia, auch Hellas Impact Basin genannt, ist der größte Krater auf dem Mars. Sein Umfang beträgt ungefähr 2.300 Kilometer und er ist neun Kilometer tief.

Es wird angenommen, dass das größte Aufprallereignis auf dem Mars auf der Nordhalbkugel stattgefunden hat. Dieses als Nordpolarbecken bekannte Gebiet misst etwa 10.600 km mal 8.500 km oder ist etwa viermal so groß wie das Südpol-Aitken-Becken des Mondes, der größte bisher entdeckte Einschlagkrater.

Obwohl noch nicht bestätigt wurde, dass es sich um ein Aufprallereignis handelt, ist die aktuelle Theorie, dass dieses Becken geschaffen wurde, als ein Körper in Pluto-Größe vor etwa vier Milliarden Jahren mit dem Mars kollidierte. Es wird angenommen, dass dies für die Dichotomie der Marshalbkugel verantwortlich war und das glatte Borealis-Becken geschaffen hat, das jetzt 40% des Planeten bedeckt.

Wissenschaftler sind sich derzeit nicht sicher, ob ein großer Einfluss dafür verantwortlich sein könnte, dass die Kern- und tektonische Aktivität inaktiv geworden ist. Der InSight Lander, der für 2018 geplant ist, soll dieses und andere Rätsel beleuchten - mit einem Seismometer, um die Modelle des Innenraums besser einzuschränken.

Andere Theorien behaupten, dass der Mars aufgrund seiner geringeren Masse und chemischen Zusammensetzung schneller abkühlt als die Erde. Es wird daher angenommen, dass dieser Abkühlungsprozess die Konvektion im äußeren Kern des Planeten gestoppt hat, wodurch sein Magnetfeld verschwindet.

Der Mars hat auch erkennbare Schluchten und Kanäle auf seiner Oberfläche, und viele Wissenschaftler glauben, dass flüssiges Wasser durch sie floss. Durch den Vergleich mit ähnlichen Merkmalen auf der Erde wird angenommen, dass diese zumindest teilweise durch Wassererosion entstanden sind. Einige dieser Kanäle sind ziemlich groß und erreichen eine Länge von 2.000 Kilometern und eine Breite von 100 Kilometern.

Ja, der Mars ist der Erde in vielerlei Hinsicht sehr ähnlich. Es ist ein felsiger Planet, hat eine Kruste, einen Mantel und einen Kern und besteht aus ungefähr denselben Elementen. Während wir den Roten Planeten weiter erforschen, lernen wir immer mehr über seine Geschichte und Entwicklung. Eines Tages könnten wir uns auf diesem Felsen niederlassen und uns auf seine Ähnlichkeiten verlassen, um einen „Backup-Ort“ für die Menschheit zu schaffen.

Wir haben viele interessante Artikel zum Thema Mars hier im Space Magazine. Wie lange dauert es, bis der Mars erreicht ist? Wie weit ist der Mars von der Erde entfernt? Wie stark ist die Schwerkraft auf dem Mars? Wie ist das Wetter auf dem Mars? Die Umlaufbahn des Mars. Wie lang ist ein Jahr auf dem Mars? Wie kolonisieren wir den Mars? Und wie terraformieren wir den Mars?

Fragen Sie einen Wissenschaftler, der die Frage nach der Zusammensetzung des Mars beantwortet hat. Hier finden Sie einige allgemeine Informationen zum Mars von neun Planeten.

Wenn Sie mehr über den Mars im Allgemeinen erfahren möchten, haben wir bei Astronomy Cast mehrere Podcast-Episoden über den Roten Planeten erstellt. Folge 52: Mars und Folge 91: Die Suche nach Wasser auf dem Mars.

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