Wissenschaftler haben die Mineralogie tief in den Kratern der nördlichen Ebene des Mars untersucht und mit der Zusammensetzung der Regionen auf der südlichen Hemisphäre verglichen. Sie haben herausgefunden, dass weit verbreitetes flüssiges Wasser wahrscheinlich den größten Teil der Kruste des Roten Planeten vor etwa 4 Milliarden Jahren verändert hat. Die neuen Ergebnisse stützen jedoch nicht andere neuere Studien, die darauf hindeuten, dass ein riesiger Ozean das nördliche Hochland des Mars bedeckt.
Mit dem Mars Express OMEGA-Instrument und dem CRISM-Instrument des Mars Reconnaissance Orbiter untersuchte John Carter vom Bibring an der Université Paris in Orsay, Frankreich, zusammen mit einer Gruppe von Wissenschaftlern aus Frankreich und den USA große Krater und fand Mineralien, die sich nur in der USA gebildet haben könnten Anwesenheit von Wasser. "Wir haben in etwa 10 dieser Krater hydratisierte Mineralien entdeckt", sagte Carter gegenüber dem Space Magazine, "und wir schließen daraus, dass die alte Kruste sowohl im Süden als auch im Norden in einer sehr frühen Umgebung auf ähnliche Weise verändert wurde." viel wärmer und feuchter als heute. “
Carter fügte hinzu, dass in Bezug auf die Wassergeschichte des Mars flüssiges Wasser in der Nähe und auf der Oberfläche des frühen Mars auf planetarischer Ebene existiert und nicht auf ausgewählte Gebiete des südlichen Hochlands beschränkt ist.
Der Mars hat eine Dichotomie zwischen Nord und Süd (lesen Sie unseren früheren Artikel „Die zwei Gesichter des Mars erklärt“). Während der Süden uralt, stark kraterartig und hoch oben ist, ist der Norden glatt mit tief liegenden Ebenen. Es ist auch viel jünger und weniger kraterartig als der Süden. Dies ist auf vulkanische Mantelprozesse zurückzuführen, die einen Teil des Tieflandes füllten und so frühere Strukturen löschten.
Carter und sein Team begannen ihre Arbeit auf der Grundlage von Studien an Hunderten von Standorten auf der südlichen Marshalbkugel, an denen hydratisierte Mineralien gefunden wurden, die sich vor etwa 4 Milliarden Menschen in feuchter und warmer Umgebung auf oder in der Nähe der Oberfläche gebildet hatten. Während der Mars heute kein flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche hält und nicht halten kann, wussten die Wissenschaftler, dass auf der südlichen Hemisphäre aufgrund früherer geologischer und morphologischer Beweise ein eher schwaches hydrologisches System existiert hatte.
Wenn sich Mineralien auf der Nordhalbkugel des Mars in Gegenwart von Wasser gebildet hätten, wären diese Mineralien durch den weit verbreiteten und intensiven Lavastrom begraben worden, der vor etwa 3 Milliarden Jahren stattfand und diese Region des Planeten wieder auftauchte. Der Blick in Einschlagkrater bietet jedoch ein Fenster in die Vergangenheit des Mars, indem er durch den Lavastrom eindringt und Stücke der darunter liegenden Kruste über die nahegelegene Oberfläche duscht.
Carter sagte, dass die Daten von OMEGA und CRISM die Mineralansammlungen innerhalb und um diese Krater im Norden zeigen, die denen im südlichen alten Hochland, zu denen Schichtsilikate oder andere hydratisierte Silikate gehören, sehr ähnlich sind.
"Unsere Arbeit erweitert unsere Sicht auf flüssiges Wasser auf dem alten Mars", sagte Carter in einer E-Mail. "Es verbreitet sich auf den größten Teil des Planeten und kann auch den Zeitpunkt der Veränderung der nördlichen Hemisphäre in Bezug auf seine Bildung einschränken."
Eine andere Schlussfolgerung, sagte Carter, ist, dass diese Entdeckungen eine Einschränkung dafür sein könnten, wann der Mars möglicherweise der Bildung von Leben förderlich gewesen sein könnte. „Das Hauptszenario, das die Dichotomie erklärt, ist das eines schrägen Aufpralls zwischen dem Mars und einem ziemlich großen Himmelskörper, wodurch ein Großteil der nördlichen Marshalbkugel ausgelöscht und wieder geschmolzen wird. Ein solcher Aufprall hätte sicherlich alle bereits vorhandenen hydratisierten Mineralien in den Tiefen zerstört, in denen wir sie sehen oder von denen wir glauben, dass sie stammen. Daher fand die Ära der Wasserstabilität wahrscheinlich nach diesem riesigen Aufprall statt und dauerte nicht lange (höchstens mehrere hundert Millionen Jahre). Daher könnte unsere Arbeit eine Untergrenze für diese Ära darstellen. “
In Bezug auf das gigantische Ozeanszenario für das nördliche Hochland, zu dem erst letzte Woche ein Artikel veröffentlicht wurde, sagte Carter, dass die Ergebnisse seines Teams Beweise gegen diese Umstände zeigen. "Frühere Arbeiten einer Reihe von Teams haben tatsächlich die Unwahrscheinlichkeit eines riesigen Nordozeans auf dem Mars gezeigt, der jünger als 3 Milliarden Jahre ist, wie von mehreren Forschern angenommen", sagte er. „Es gibt keine morphologischen oder mineralogischen Beweise für einen solchen Ozean. In unseren etwa 10 Kratern in den nördlichen Ebenen des Mars, in denen wir hydratisierte Mineralien fanden, fanden wir auch mafische Mineralien wie Olivin. Dieses Olivin ist in Kratern der nördlichen Ebene fast allgegenwärtig und die überwiegende Mehrheit davon ist unverändert. Olivin wird sehr leicht durch flüssiges Wasser verändert, daher hätte ein riesiger Ozean, der all diese Krater untergetaucht hätte, das gesamte Olivin verändern müssen, und dies ist selten der Fall. “
Carter sagte, dass das Studium von Kratern aus dem Orbit eine Herausforderung darstellt. „Es ist beispielsweise schwierig, Gesteine von der Umlaufbahn zu unterscheiden, die möglicherweise durch den Aufprall ausgegraben wurden oder sich nach dem Aufprall tatsächlich gebildet haben, als die Wärme freigesetzt wurde und das vorhandene Wasser und / oder Eis mit dem Gestein wechselwirkte, um neue Mineralien zu bilden, wodurch Hydrothermal entsteht Umgebungen. In unserer Arbeit haben wir mehrere Gründe angeführt, warum ein Ausgrabungsszenario einem hydrothermalen Szenario nach dem Aufprall vorgezogen wird. “
Krater auf dem Mars bieten jedoch eine bessere Untersuchung der Vergangenheit als Krater auf der Erde, da Krater auf dem Mars Milliarden von Jahren ohne große Verschlechterung existieren können, während sich auf der Erde Wasser, Tektonik und Pflanzenwachstum verschwören, um Krater zu verbergen und zu verändern. Carter sagte, dass das ausgegrabene Material auf dem Mars durch die derzeitige ultratrockene, kühle Umgebung auf dem Roten Planeten nicht verändert wird.
Diese neue Forschung erscheint in der Ausgabe vom 25. Juni 2010 von Wissenschaft.
Quellen: AAAS / Wissenschaft, E-Mail-Austausch mit John Carter
