Je mehr wir den Mars erforschen, desto mehr sieht er aus wie die Erde. Bildnachweis: NASA Zum Vergrößern anklicken
Eines der Paradoxe der jüngsten Erkundungen der Marsoberfläche ist, dass je mehr wir vom Planeten sehen, desto mehr sieht er trotz eines sehr großen Unterschieds wie die Erde aus: Komplexe Lebensformen existieren seit Milliarden von Jahren auf der Erde, während der Mars sie nie gesehen hat Leben größer als eine Mikrobe, wenn das so ist.
"Die abgerundeten Hügel, mäandrierenden Stromkanäle, Deltas und Schwemmfächer sind alle schockierend vertraut", sagte William E. Dietrich, Professor für Erd- und Planetenwissenschaften an der University of California in Berkeley. „Dies veranlasste uns zu der Frage: Können wir allein anhand der Topographie und ohne den offensichtlichen Einfluss des Menschen erkennen, dass das Leben die Erde durchdringt? Ist das Leben wichtig? "
In einem in der Ausgabe vom 26. Januar der Zeitschrift Nature veröffentlichten Artikel berichteten Dietrich und der Doktorand J. Taylor Perron zu ihrer Überraschung über keine eindeutige Signatur des Lebens in den Landformen der Erde.
"Trotz des tiefgreifenden Einflusses von Biota auf Erosionsprozesse und Landschaftsentwicklung gibt es überraschenderweise keine Landformen, die nur in Gegenwart von Leben existieren können, und daher würde eine abiotische Erde wahrscheinlich keine ungewohnten Landschaften darstellen", sagte Dietrich.
Stattdessen schlagen Dietrich und Perron vor, dass das Leben - von den niedrigsten Pflanzen bis zu großen Weidetieren - eine subtile Wirkung auf das Land hat, die für den Betrachter nicht offensichtlich ist: mehr der „schönen, abgerundeten Hügel“, die für die Vegetationsgebiete der Erde typisch sind, und weniger scharfe, felsige Grate.
"Abgerundete Hügel sind der reinste Ausdruck des Einflusses des Lebens auf die Geomorphologie", sagte Dietrich. "Wenn wir über eine Erde gehen könnten, auf der das Leben beseitigt wurde, würden wir immer noch abgerundete Hügel, steile Felsberge, mäandrierende Flüsse usw. sehen, aber ihre relative Häufigkeit wäre unterschiedlich."
Als ein NASA-Wissenschaftler vor einigen Jahren Dietrich gegenüber anerkannte, dass er in der Marslandschaft nichts gesehen habe, was keine Parallele auf der Erde hätte, begann Dietrich darüber nachzudenken, welche Auswirkungen das Leben auf Landformen hat und ob die Topographie von etwas Besonderes ist Planeten mit Leben im Vergleich zu Planeten ohne Leben.
"Eines der am wenigsten bekannten Dinge auf unserem Planeten ist, wie die Atmosphäre, die Lithosphäre und die Ozeane mit dem Leben interagieren, um Landformen zu schaffen", sagte Dietrich, ein Geomorphologe, der seit mehr als 33 Jahren die Erosionsprozesse der Erde untersucht. "Ein Rückblick auf die jüngsten Forschungen in der Erdgeschichte lässt darauf schließen, dass das Leben möglicherweise stark zur Entwicklung der großen Gletscherzyklen beigetragen und sogar die Entwicklung der Plattentektonik beeinflusst hat."
Eine der Hauptauswirkungen des Lebens auf die Landschaft sei die Erosion. Vegetation schützt Hügel vor Erosion: Erdrutsche treten häufig bei den ersten Regenfällen nach einem Brand auf. Die Vegetation beschleunigt aber auch die Erosion, indem sie den Stein in kleinere Stücke zerlegt.
"Überall, wo man hinschaut, bewirkt biotische Aktivität, dass sich Sedimente bergab bewegen, und der größte Teil dieses Sediments wird vom Leben erzeugt", sagte er. "Baumwurzeln, Gophers und Wombats graben sich in den Boden ein und heben ihn an, reißen das darunter liegende Grundgestein auf und verwandeln es in Trümmer, die bergab fallen."
Da die Form des Landes an vielen Orten ein Gleichgewicht zwischen der Flusserosion, die dazu neigt, steil in das Grundgestein eines Abhangs zu schneiden, und der biotisch bedingten Ausbreitung des Bodenabhangs, der dazu neigt, die scharfen Kanten abzurunden, dachten Dietrich und Perron, dass dies der Fall ist abgerundete Hügel wären eine Signatur des Lebens. Dies erwies sich jedoch als unwahr, als ihre Kollegin Ron Amundson und ihre Doktorandin Justine Owen, beide vom Department of Environmental Science, Policy and Management des Campus, in der leblosen Atacama-Wüste in Chile entdeckten, wo abgerundete, mit Erde bedeckte Hügel von produziert werden Salzverwitterung vom nahe gelegenen Ozean.
"Es gibt andere Dinge auf dem Mars, wie das Einfrieren und Auftauen, die Felsen brechen können", um die abgerundeten Hügel zu schaffen, die auf Fotos von NASA-Rovers zu sehen sind, sagte Perron.
Sie betrachteten auch Flussmäander, die auf der Erde von der Vegetation am Flussufer beeinflusst werden. Aber der Mars zeigt auch Mäander, und Studien auf der Erde haben gezeigt, dass Flüsse, die in Grundgestein oder gefrorenen Boden geschnitten sind, Mäander erzeugen können, die mit denen identisch sind, die durch Vegetation erzeugt werden.
Die Steilheit der Flussläufe könnte auch eine Signatur sein, dachten sie: Gröbere, weniger verwitterte Sedimente würden in die Bäche erodieren und den Fluss steiler und die Kämme höher werden lassen. Dies zeigt sich aber auch in den Bergen der Erde.
"Es ist nicht schwer zu argumentieren, dass Vegetation das Niederschlagsmuster beeinflusst, und kürzlich wurde gezeigt, dass Niederschlagsmuster die Höhe, Breite und Symmetrie von Bergen beeinflussen, aber dies würde keine einzigartige Landform erzeugen", sagte Dietrich. "Ohne Leben gäbe es immer noch asymmetrische Berge."
Ihre Schlussfolgerung, dass sich die relative Häufigkeit von gerundeten und eckigen Landformen je nach Vorhandensein von Leben ändern würde, kann erst überprüft werden, wenn Höhenkarten der Oberflächen anderer Planeten mit Auflösungen von wenigen Metern oder weniger verfügbar sind. "Einige der wichtigsten Unterschiede zwischen Landschaften mit und ohne Leben werden durch Prozesse verursacht, die in kleinem Maßstab ablaufen", sagte Perron.
Dietrich stellte fest, dass begrenzte Bereiche der Marsoberfläche mit einer Auflösung von zwei Metern kartiert wurden, was besser ist als die meisten Karten der Erde. Er ist einer der Leiter eines von der National Science Foundation (NSF) unterstützten Projekts zur hochauflösenden Kartierung der Erdoberfläche mithilfe der LIDAR-Technologie (LIght Detection And Ranging). Dietrich war Mitbegründer des National Center of Airborne Laser Mapping (NCALM), eines Gemeinschaftsprojekts von UC Berkeley und der University of Florida, um eine LIDAR-Kartierung durchzuführen, die nicht nur die Vegetationsspitzen, sondern auch den nackten Boden zeigt, als wäre die Vegetation entblößt. Die Forschung von Dietrich und Perron wurde vom Nationalen Zentrum für Erdoberflächendynamik der NSF, dem NSF Graduate Research Fellowship Program und dem Astrobiology Institute der NASA finanziert.
Originalquelle: UC Berkeley Pressemitteilung
