Wir sehen auf der Marsoberfläche Hinweise auf eine gewalttätige Vergangenheit: massive Vulkanausbrüche, katastrophale Überschwemmungen und eine mit Kratern gezeichnete Oberfläche. Dreidimensionale Bilder von der HiRISE-Kamera auf dem Mars Reconnaissance Orbiter zeigen Muster in dicken Stapeln von Sedimentgesteinsschichten, die durch ein zyklisches Klima gebildet werden, das wahrscheinlich mit dem Wackeln des Mars um seine Achse zusammenhängt.
Durch die Kombination mehrerer Bilder der Felsformationen aus verschiedenen Perspektiven konnten die Wissenschaftler dreidimensionale Bilder sowie einen dramatischen Vorbeiflugfilm der geschichteten Sedimente erstellen. Basierend auf einem Muster von Schichten innerhalb von Schichten, die in einem Gebiet namens Becquerel-Krater gefunden wurden, schlagen die Wissenschaftler vor, dass jede Schicht über einen Zeitraum von etwa 100.000 Jahren gebildet wurde und dass diese Schichten durch zyklische Klimaveränderungen erzeugt wurden. Die Aufschlüsse wurden auf den Böden der Krater zu Hügeln erodiert, wobei viele der geschichteten Ablagerungen eine Stufenstufe aufweisen. Jede Schicht hat genau die gleiche Dicke.
Alle 10 der „Treppen“ -Schichten werden zu einer größeren Einheit gebündelt, die das Team unter der Leitung von Kevin Lewis vom California Institute of Technology über einen Zeitraum von einer Million Jahren berechnet hat. Becquerel enthält 10 dieser Bündel. Eine Million Jahre entspricht der Dauer der periodischen Schwankungen der Marsneigung, was darauf hindeutet, dass durch die Neigung verursachte Klimaschwankungen die Schichtung hervorrufen. Jedes Bündel repräsentiert also Klimaprozesse, wenn sich der Planet neigt. Diese Neigung kühlte den Äquatorbereich periodisch ab und erwärmte die Pole, wenn sie mehr Sonnenlicht erhielten.
"Aufgrund der Größe der Schichten sind kleine Variationen in der Marsumlaufbahn der beste Kandidat für die impliziten Klimaveränderungen", sagte Kevin Lewis vom California Institute of Technology, der die Studie leitete. "Dies sind die gleichen Änderungen, die gezeigt wurden, um das Tempo der Eiszeiten auf der Erde zu bestimmen, und die auch zu einer zyklischen Schichtung von Sedimenten führen können."
Die Neigung der Erde um ihre Achse variiert über einen Zeitraum von 41.000 Jahren zwischen 22,1 und 24,5 Grad. Die Neigung selbst ist für saisonale Klimaschwankungen verantwortlich, da sich der Teil der Erde, der der Sonne zugewandt ist und an einem Tag mehr Sonnenstunden erhält, im Laufe des Jahres allmählich ändert. In Phasen geringerer Neigung sind die Polarregionen weniger saisonalen Schwankungen ausgesetzt, was zu Vereisungsperioden führt.
Die Neigung des Mars variiert über einen Zyklus von 100.000 Jahren um zehn Grad, was zu noch dramatischeren Schwankungen führt. Wenn die Neigung gering ist, sind die Pole die kältesten Orte auf dem Planeten, während sich die Sonne die ganze Zeit in der Nähe des Äquators befindet. Dies könnte dazu führen, dass flüchtige Stoffe in der Atmosphäre wie Wasser und Kohlendioxid nach oben wandern, wo sie als Eis eingeschlossen werden.
"Es ist leicht, sich täuschen zu lassen, ohne die Topographie zu kennen und die Schichten in drei Dimensionen zu messen", sagte Alfred McEwen von der University of Arizona, Tucson, Hauptforscher für die Kamera und Mitautor des Papiers. "Mit den Stereoinformationen ist klar, dass diese Ebenen ein sich wiederholendes Muster aufweisen."
Quellen: JPL, Caltech
