Panoramablick auf den Mars vom Spirit Rover der NASA. Bildnachweis: NASA / JPL. Klicken um zu vergrößern.
Der Mars ist ein felsiger Planet mit einer alten vulkanischen Vergangenheit, aber neue Erkenntnisse zeigen, dass der Planet komplexer und aktiver ist als bisher angenommen - zumindest an bestimmten Orten.
Es stellt sich jedoch als schwieriger heraus, diese Orte zu finden, als nur Landformen wie Flusstäler oder Seebetten zu betrachten oder nach bestimmten Mineralien zu suchen.
"Kontext ist alles", sagte Philip Christensen, Principal Investigator für das Thermoemissionsspektrometer (TES) auf Mars Global Surveyor und für das Thermal Emission Imaging System (THEMIS) auf Mars Odyssey sowie leitender Wissenschaftler für die Mini-TES-Instrumente auf die Mars Exploration Rovers. „Es war sehr aufregend, bestimmte Merkmale oder Mineralien zu finden, aber THEMIS gibt uns zusammen mit dem TES-Infrarotspektrometer einen Überblick, indem es alle Mineralien findet. Es gibt uns Kontext - die zugrunde liegende Geologie des Ortes. “
Ein von Christensen geleitetes Papier, das am 6. Juli von der Zeitschrift Nature online veröffentlicht wird, beschreibt, wie eine detaillierte Untersuchung der Oberflächenmineralien des Roten Planeten unter Verwendung von THEMIS- und TES-Daten in bestimmten Gebieten zu überraschenden Ergebnissen führt.
Während die aktuellen Rover-Missionen weitgehend bewiesen haben, dass der Mars in der fernen Vergangenheit möglicherweise ein oder zwei Seen hatte, haben mehrere verschiedene Orbital-Kartierungsmissionen einen basaltreichen Planeten gefunden, der das Produkt einer alten Vulkangeschichte ist. Geologisch gesehen scheint es ein einfacher Planet im großen Maßstab zu sein - aber dann gibt es lokale Fenster, die weitaus komplexer sind.
"Nach dem, was wir bisher gesehen haben, könnten Sie sich vorstellen, zum Mars zu gehen und nichts als Basalt zu sehen", sagte Christensen. „Die Beweise haben immer gezeigt, dass der Planet früh aktiv war, einige große Vulkane gemacht und dann abgeschaltet hat und das war's. Aber als wir genauer hinschauten, sahen wir, dass es diese anderen Orte gibt. Wenn Sie sich die Geologie an den richtigen Stellen ansehen, gibt es so viel Vielfalt in den Felsen, wie Sie auf der Erde sehen.
"Sobald Sie einen Einblick in diese Komplexität bekommen, stellen Sie fest, dass sich unter diesem Basaltfurnier eine sehr komplexe Welt befindet."
Was Christensen und sein Team fanden, waren lokalisierte Ablagerungen, die eine Verteilung magmatischer Mineraltypen zeigten, die mit der auf der Erde gefundenen Mineralienvielfalt konkurrierten - von primitiven Vulkangesteinen wie olivinreichen Basalten bis zu hochverarbeiteten silikareichen Gesteinen wie Graniten.
Die Vielfalt der magmatischen Mineralien ist wichtig, erklärt Christensen, da dies impliziert, dass die Oberflächengesteine über einen längeren Zeitraum mehrmals verarbeitet und rekonstituiert wurden.
„Du schmelzst den Mantel und bekommst Olivinbasalte; Sie schmelzen sie wieder und Sie erhalten Basalt; du schmelzst das und machst Andesit; du schmelzst das und machst Dacit; Sie schmelzen das und machen Granit “, sagte Christensen. "Jedes Mal, wenn Sie einen Stein wieder schmelzen, ist das erste, was sich löst, die Kieselsäure. Jedes Mal, wenn Sie sie schmelzen, verfeinern Sie die Kieselsäure."
Auf der Erde tritt eine solche Mineralentwicklung im Allgemeinen auf, wenn primitive Vulkangesteine in die Erdkruste zurückgefaltet, wieder geschmolzen und verfeinert werden, während sich schneller schmelzende Komponenten wie Kieselsäure vom ursprünglichen Material trennen - ein Prozess, der als Mineralfraktionierung bekannt ist.
Im Gegensatz zur Erde hat der Mars keine beweglichen Platten, die die Kruste des Planeten recyceln. Die Ergebnisse von Christensen zeigen jedoch, dass sich der Mars wie die Erde weiterentwickelt hat und sich möglicherweise noch unter der Oberfläche entwickelt.
"Der Mars ist ein komplizierterer Planet als wir dachten - die Geologie hat sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt", sagte Christensen. "Obwohl sie nicht weit verbreitet sind, haben wir Dacit und Granit gefunden. Eine Möglichkeit, diese Granite herzustellen, besteht darin, einen ganzen Vulkan aus Basalt zu stapeln - er wird groß genug und Sie beginnen, das Material tief im Inneren wieder zu schmelzen, und wenn Sie den Basalt umschmelzen, können sich Granite bilden.
„Dies sind ziemlich kleine Vorkommnisse. Auf der Erde haben wir Gebirgszüge aus Granit, auf dem Mars haben wir bisher nur ein paar Klumpen gefunden. Im Ausmaß dieser geologischen Entwicklung ist es nicht wie die Erde, aber der Mars ist wie die Erde in lokalisierten Situationen. Es wurde uns verborgen, aber es ist doch ein hoch entwickelter, sich entwickelnder Planet “, sagte er.
Da die Bereiche, in denen die entwickelten magmatischen Gesteine vorkommen, klein sind, wurde die hochauflösende Multispektralkamera im THEMIS-Instrument von Mars Odyssey (mit einer Auflösung von 100 Metern) verwendet, um die Mineralien aus der Umlaufbahn zu finden, indem eine bestimmte Infrarotsignatur in bestimmten Landformen gefunden wurde. Die Mineralkartierung von THEMIS war 1500-mal detaillierter als die von TES, obwohl das Infrarotspektrometer des TES-Instruments (mit einer Auflösung von 3 Kilometern) einen viel detaillierteren Bereich von Infrarotemissionen erfasst, wodurch es empfindlicher auf verschiedene Mineralzusammensetzungen reagiert.
"Wir machen das, was wir uns vorgenommen haben: die Komposition auf Mesoskalen abzubilden", bemerkte Christensen. „THEMIS identifiziert den Bereich, dann gehen wir zurück und suchen möglicherweise nur ein einzelnes, übersehenes TES-Pixel und analysieren es. Die beiden wollten wirklich zusammenarbeiten und genau das haben wir getan. Wir setzen diese beiden Instrumente synergetisch ein und zusammen sind sie perfekt. "
Obwohl die Mars-Kartierung seit vielen Jahren stattfindet, stellt Christensen fest, dass einige der interessantesten Orte auf dem Planeten noch identifiziert und erkundet werden müssen.
"Wenn Sie die Ozeane der Erde entwässern und vom Weltraum aus betrachten würden, würden Sie wahrscheinlich zu demselben Schluss kommen - einem ruhigen, basaltischen Planeten", sagte er. "Aber wenn Sie sorgfältig suchen, werden Sie vielleicht Yellowstone finden und feststellen, dass unter der Oberfläche des Planeten viel los ist, was Sie nicht wussten. Wir sind gerade dabei, den Mars zu betrachten. "
Ursprüngliche Quelle: NASA Astrobiology
