Merkmale der Landschaft auf dem Mars – neue Entdeckungen

Olympus Mons ist einer von einem Dutzend großer Vulkane, von denen viele zehn- bis hundertmal höher sind als ihre irdischen Gegenstücke. Wenn der Mars-Weltraumtourismus in den kommenden Jahrzehnten zunimmt, könnte Olympus Mons zu einem erstklassigen Ziel für Abenteuerbegeisterte werden. Den in den hohen Klippen gefundenen geologischen Beweisen zufolge könnte der Olymp einst eine Vulkaninsel gewesen sein, die von einem fast 6 km tiefen Ozean umgeben war. Eine weitere neue Studie ergab, dass der Rover 35 Kilometer unter der Erde polygonale Keile entdeckte – das erste Mal, dass sie unter der Planetenoberfläche entdeckt wurden. Es gibt Hinweise darauf, dass sich die Keile vor 3,7 bis 2,9 Milliarden Jahren aufgrund großer Klimaveränderungen in der Vergangenheit des Mars gebildet haben. Der Mars-Express-Orbiter hat genug Wassereis entdeckt, das unter dem Äquator des Roten Planeten vergraben ist, um den gesamten Planeten mit einem flachen Ozean zu bedecken, wenn es schmilzt.

Geheimnisvolle geometrische Formen unter der Oberfläche des Roten Planeten weisen auf uralte Geheimnisse hin

Am 14. Mai 2021 war China das zweite Land, das jemals einen Rover auf der Marsoberfläche platziert hat. Der nach dem alten chinesischen Gott des Feuers Zhurong benannte Rover landete auf der Utopischen Ebene des Mars, dem größten Einschlagbecken auf dem Mars (und im Übrigen im gesamten Sonnensystem). Im Laufe eines Erdenjahres erkundete der chinesische Rover Zhurong die Oberfläche des Mars mithilfe eines Bodenradars. Ausgestattet mit einem bodendurchdringenden Radarsystem machte sich Zhurong schnell an die Arbeit und übertraf die ursprünglich geplante dreimonatige Mission bei weitem – sie wurde schließlich im Mai 2022 eingestellt, nachdem sie kaum mehr als ein Erdenjahr auf dem Mars verbracht hatte. Während dieser Zeit sammelte der Rover unschätzbare Daten darüber, was unter der Marsoberfläche passiert, darunter erstaunliche polygonale Formen in einer Tiefe von 35 Metern.

Eine neue Studie hat ergeben, dass der Rover 35 Kilometer unter der Erde polygonale Keile entdeckt hat – das erste Mal, dass sie unter der Planetenoberfläche entdeckt wurden. Es gibt Hinweise darauf, dass sich die Keile vor 3,7 bis 2,9 Milliarden Jahren aufgrund großer Klimaveränderungen in der Vergangenheit des Mars gebildet haben. Diese bisher unbekannte geologische Struktur und was sie über die Vergangenheit des Mars verrät, wurde in einer kürzlich in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlichten Studie detailliert beschrieben, die von Wissenschaftlern des Instituts für Geologie und Geophysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften verfasst wurde.

Im Umkreis von 1,2 Kilometern wurden 16 Polygonkeile entdeckt. Sie schätzen, dass sich diese Formen während der späten Hesparia- bis frühen Amazonas-Epoche gebildet haben (ja, es gibt auch Epochen auf dem Mars), die vor etwa 3,7 bis 2,9 Milliarden Jahren stattfanden. Dem Artikel zufolge bildeten sich diese Keile „wahrscheinlich mit dem Aufhören der alten feuchten Umgebungen“.

Detaillierter Entstehungsprozess der Polygonalkeile des Mars über Milliarden von Jahren

„Der Entstehungsmechanismus der vergrabenen paläo-polygonalen Landschaft erfordert eine kalte Umgebung und könnte mit Wasser-/Eis-Gefrier-Tau-Prozessen in der südlichen Utopischen Ebene des frühen Mars zusammenhängen“, heißt es in dem Papier. „Die entdeckten vergrabenen Polygone, die darauf hinweisen, dass es in niedrigen und mittleren Breiten zum Gefrieren kam, erfordern eine starke paläoklimatische Variabilität.“

Obwohl diese polygonalen Strukturen auf dem Mars noch nie zuvor unter der Oberfläche entdeckt wurden, handelt es sich nicht um eine neue Entdeckung, wie Universe Today erklärt. Beispielsweise entdeckte die NASA sie bereits 2012 auf der Oberfläche des nördlichen Tieflandes und sagte damals: „Wissenschaftler untersuchen die polygonale Oberfläche des Mars, weil das Vorkommen und die physikalischen Eigenschaften von Polygonen uns helfen, die aktuelle und vergangene Eisverteilung auf dem Mars zu verstehen.“ flache Oberfläche und geben Einblick in die Klimabedingungen.

Über eines sind sich die Forscher sicher: Eine solche Bildung erfordert niedrige Temperaturen. „Das mögliche Vorhandensein von Wasser und Eis, die für den Gefrier-Tau-Prozess in den Keilen erforderlich sind, könnte das Ergebnis einer durch kryogenen Sog verursachten Feuchtigkeitsmigration aus einem unterirdischen Grundwasserleiter auf dem Mars, Schneefall aus der Luft oder Dampfdiffusion zur Ablagerung von Poreneis sein.“ heißt es in dem Papier.

Obwohl der heutige Mars ein homogener, wüstenähnlicher Planet zu sein scheint, finden sich auf seiner Oberfläche – und viele Meter darunter – noch immer Hinweise auf eine dynamische Geschichte.

Am Nordpol des Mars treffen Sanddünen auf aufgestapeltes Eis

Der Mars Express der ESA hat faszinierende Bilder in der Nähe des Nordpols des Mars aufgenommen, wo riesige Sanddünen auf die vielen Schichten staubigen Eises treffen, die den Pol des Planeten bedecken.

Das Gebiet um den Nordpol des Mars, bekannt als Planum Boreum, ist faszinierend. Der Pol selbst ist mit Schichten aus Feinstaub und Wassereis bedeckt; Sie sind mehrere Kilometer dick und erstrecken sich über etwa 1000 km (ungefähr die Breite Frankreichs).

Während ein Großteil dieses Materials hier nicht sichtbar ist, ist auf der rechten Seite des Bildes der Beginn von Planum Boreum zu erkennen, mit kleinen Falten, die zeigen, wo sich Materialschichten anzusammeln beginnen. Das Land wurde außerdem schärfer und stufenförmiger, was am deutlichsten im topografischen Bild der Region unten zu sehen ist. Bereiche mit der niedrigsten Erhebung sind blau/grün und die höchsten rot/weiß/braun.

Topographie der nördlichen Polarregion des Mars. ESA

Diese Schichten bildeten sich aus einer Mischung aus Staub, Wassereis und Frost, die sich im Laufe der Zeit auf dem Marsboden ablagerte. Jede Schicht enthält wertvolle Informationen über die Geschichte des Mars und zeigt, wie sich das Klima des Planeten in den letzten Millionen Jahren verändert hat.

Während des Marswinters sind die Schichten mit einer dünnen, einige Meter dicken Schicht aus Trockeneis (Kohlendioxideis) bedeckt. Jeden Marssommer verschwindet diese Kappe vollständig in der Atmosphäre.

Das folgende Bild wurde mit der hochauflösenden Stereokamera Mars Express (HRSC) aufgenommen. Zwei steile Ufer oder Böschungen durchschneiden den Rahmen vertikal. Sie markieren die Grenze zwischen den oben genannten geschichteten Ablagerungen (die sich polwärts aus dem Bild erstrecken, rechts) und den riesigen, breiten Dünenfeldern, die den unteren Teil des Planum Olympia bedecken (links).

Am Nordpol des Mars treffen Sanddünen auf gefaltetes Eis. ESA

Die linke Seite dieses Bildes wird von einem riesigen, langgestreckten Band welliger Sanddünen dominiert, das sich allein in diesem Bild über mehr als 150 km erstreckt. Dieses faltige, unruhige Erscheinungsbild steht in scharfem Kontrast zu dem glatten, unberührteren Gelände, das rechts zu sehen ist. Diese glatte Region weist keine offensichtlichen Anzeichen von Erosion auf und wurde nicht von Gesteinen aus dem Weltraum beeinflusst, was ein Hinweis darauf ist, dass die Oberfläche sehr jung ist und sich wahrscheinlich jedes Jahr erneuert.

Zwischen diesen beiden Extremen liegen zwei halbkreisförmige Felsen, von denen der größere etwa 20 km breit ist. In den Kurven dieser Felsen befinden sich frostbedeckte Sanddünen. Die enorme Größe der Klippen ist deutlich an den dunklen Schatten zu erkennen, die sie auf die darunter liegende Oberfläche werfen: Ihre steilen Eiswände ragen bis zu einem Kilometer hoch in die Höhe.

Diese beiden Felsen befinden sich im sogenannten Polargraben, der durch die Erosion der Oberfläche durch den Wind entstanden ist. Sie erscheinen als gewellte Grate im Gelände und kommen in der Region häufig vor, wodurch das charakteristische Spiralmuster des Polarplateaus entsteht (am deutlichsten zu sehen im breiteren Kontextbild der Region unten und in anderen Bildern von Planum Boreum vom Mars).

Olympia Planum und Planum Boreum. ESA

Mars Express umkreist seit 2003 den Roten Planeten. Es fotografiert die Oberfläche des Mars, kartiert seine Mineralien, bestimmt die Zusammensetzung und Zirkulation seiner dünnen Atmosphäre, erforscht die unterirdische Kruste und untersucht, wie verschiedene Phänomene in der Marsumgebung interagieren.

Die HRSC der Raumsonde hat in den letzten 20 Jahren viel über die vielfältige Oberfläche des Mars enthüllt. Seine Bilder zeigen alles von windgeformten Graten und Furchen bis hin zu Kratern an den Hängen kolossaler Vulkane und Einschlagskratern, tektonischen Verwerfungen, Flusskanälen und alten Lavaseen. Während ihrer Laufzeit war die Mission äußerst produktiv und führte zu einem viel umfassenderen und genaueren Verständnis unseres Planetennachbarn als je zuvor.

Marsdünen

Am 16. Januar 2020 hat der Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) dieses Bild von zwei Arten von Sanddünen auf dem Mars aufgenommen: Dünen und lineare Dünen.

Marsdünen. NASA/JPL-Caltech/Universität von Arizona

Die kleinen Punkte werden Sanddünen genannt und an ihrer Form kann man erkennen, dass sie auf der Leeseite liegen. Die Dünen auf der Leeseite sind lang und linear. Jeder dieser beiden Dünentypen zeigt die Windrichtung unterschiedlich an: Dünen haben einen steilen Hang und halbmondförmige „Hörner“, die gegen den Wind gerichtet sind, während lineare Dünen entlang der Hauptwindrichtung verlängert sind. Allerdings weisen lineare Dünen in der Regel auf mindestens zwei vorherrschende Winde hin, die den Sand in mittlerer Richtung ausdehnen.

Barchans und lineare Dünen sind nicht nur ein Marsphänomen, wir können sie auch auf der Erde sehen. Astronauten an Bord der Internationalen Raumstation fotografierten die Ereignisse in Brasilien und Saudi-Arabien.

In einer der berühmtesten Regionen des Mars versteckt sich seit Jahrzehnten ein riesiger Vulkan vor aller Augen

Eine neue Studie hat einen riesigen Vulkan und möglicherweise eine Schicht vergrabenen Gletschereises entdeckt. Der Ort dieser bahnbrechenden Ankündigung liegt im östlichen Teil der Vulkanprovinz Tharsis auf dem Mars, nahe dem Äquator des Planeten. Aufgrund seiner Unschärfe und Unzugänglichkeit wurde die Stätte vermisst, seit Mariner 9 1971 Bilder der Stätte sammelte.

Laut einer Erklärung des SETI-Instituts wurde die Entdeckung während der 55. Konferenz für Mond- und Planetenwissenschaften gemeldet. Die Studie wurde unter Verwendung von Daten der NASA-Missionen Mariner 9, Viking Orbiter 1 und 2, Mars Global Surveyor, Mars Odyssey und Mars Reconnaissance Orbiter sowie der Mars Express-Mission der Europäischen Weltraumorganisation durchgeführt.

Der riesige Vulkan versteckt sich seit Jahrzehnten vor aller Augen in einer der symbolträchtigsten Regionen des Mars, an der Grenze zwischen dem stark zerklüfteten Labyrinth Noctis Labyrinth (Labyrinth der Nacht) und dem riesigen Canyonsystem Valles Marineris (Valles Marineris). In der Gegend, in der sich der neu erfasste Vulkan befindet, gibt es weitere berühmte Riesenvulkane: Mons Ascraeus, Mons Pavonis und Mons Arsia.

Detaillierte Analyse der Höhenmessung der Region mithilfe der Daten des Mars Global Surveyor (MGS) des Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA) der NASA in Kombination mit hochauflösenden Bilddaten des High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) des Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) der NASA und Kontext . Imager (CTX) und die hochauflösende Stereokamera Mars Express (MEX) der Europäischen Weltraumorganisation (HRSC) haben den Vulkan Noctis entdeckt. Neben dem Vulkangipfel, den Überresten der Caldera sowie den inneren und äußeren Zonen zeigt die topografische Karte rechts einen im Jahr 2023 entdeckten „Reliktgletscher“ und Noctis‘ Landing, einen potenziellen Landeplatz für zukünftige Roboter und Menschen Erkundung. Mars Express Farbmosaik HRSC © ESA/DLR/FU Berlin CC BY-SA 3.0 IGO; rechts: Hintergrundbild: wie links; Digitales Höhenmodell der NASA MGS MOLA. Geologische Interpretation und Anmerkung von Pascal Lee und Sourabh Shubham 2024

Obwohl der neu entdeckte Vulkan stärker erodiert und weniger hoch ist als diese anderen vulkanischen Gegenstücke, konkurriert er mit den anderen im Durchmesser: etwa 280 Meilen (450 Kilometer) und etwa 29.600 Fuß (9.022 Meter) in der Höhe.

„Seine Entdeckung deutet auf einen aufregenden neuen Ort für die Suche nach Leben und einen potenziellen Ort für zukünftige Erkundungen durch Roboter und Menschen hin“, sagte das SETI-Institut in einer Erklärung.

Hauptautor der Studie ist Pascal Lee, ein Planetenforscher am SETI Institute und am Mars Institute am Ames Research Center der NASA, erklärt.

Die enorme Größe und komplexe Veränderungsgeschichte des Vulkans weisen darauf hin, dass er schon seit sehr langer Zeit aktiv ist. Darüber hinaus gibt es in seinem südöstlichen Teil dünne, rezente Vulkanablagerungen, unter denen wahrscheinlich noch Gletschereis vorhanden ist.

„Es ist bekannt, dass diese Region des Mars über eine große Vielfalt an hydratisierten Mineralien verfügt, die sich über einen langen Zeitraum der Marsgeschichte erstrecken“, erklärt Sourabh Shubham, ein Doktorand am Department of Geology der University of Maryland und Mitautor der Studie.

Topografische Karte, die die ikonische Lage des Vulkans Noctis zwischen den großen Vulkanprovinzen und den Canyons des Mars zeigt. Digitales Höhenmodell des Mars Orbital Laser Altimeter (MOLA) des Mars Global Surveyor (MGS) der NASA. Geologische Interpretation und Anmerkung von Pascal Lee und Sourabh Shubham, 2024.

„Lange Zeit wurde angenommen, dass diese Mineralien eine vulkanische Umgebung haben. Daher ist es nicht verwunderlich, dass es hier einen Vulkan gibt“, fügte Shubham hinzu. „In gewisser Weise ist dieser große Vulkan der lang erwartete ‚Smoking Gun‘.“

Der Vulkan Noctis hat nicht die traditionelle konische Form eines typischen Vulkans, da er durch eine lange Geschichte tiefer Risse und Erosion verändert wurde. Bei näherer Betrachtung lassen sich jedoch wesentliche Merkmale erkennen, die auf einen Vulkan hinweisen. Innerhalb der „inneren Zone“, die die höchsten Überreste des Vulkans abgrenzt, markiert ein Bogen aus hohen Bergen den zentralen Gipfelbereich, der auf +9.022 m (29.600 ft) gipfelt. Die übrigen Teile der Vulkanhänge erstrecken sich in verschiedene Richtungen bis zum äußeren Rand der „äußeren Zone“, einer Entfernung von 225 km (140 Meilen) vom Gipfel. Der Caldera-Überrest – die Überreste eines eingestürzten Vulkankraters, der einst in einem Lavasee lag – ist nahe der Mitte der Struktur zu sehen.

Lavaströme, pyroklastische Ablagerungen (bestehend aus vulkanischen Feststoffen wie Asche, Asche, Bimsstein und Tephra) und hydrothermale Mineralablagerungen treten in mehreren Bereichen rund um die Vulkanstruktur auf. Die Karte zeigt auch das Feld der wurzellosen Kegel und die mögliche Ausdehnung des in dieser Studie berichteten flach vergrabenen Gletschereises im Vergleich zum 2023 entdeckten „Reliktgletscher“.

Es ist zwar klar, dass der Vulkan schon seit langer Zeit aktiv ist und sich schon früh in der Marsgeschichte zu bilden begann, doch zu welchem ​​genauen Zeitpunkt ist unbekannt. Auch wenn Ausbrüche bereits in der „modernen Zeit“ beobachtet wurden, ist geologisch gesehen unbekannt, ob das Objekt noch vulkanisch aktiv ist und ob es erneut ausbrechen könnte. Hätte die Kombination aus anhaltender Hitze und Eiswasser, wenn es über einen längeren Zeitraum aktiv gewesen wäre, es dem Ort ermöglicht, Leben zu beherbergen?

Der neu entdeckte Riesenvulkan auf dem Mars liegt südlich des Äquators des Planeten, im östlichen Labyrinth von Noctis, westlich von Valles Marineris, dem riesigen Canyonsystem des Planeten. Der Vulkan liegt am östlichen Rand eines breiten regionalen topografischen Hügels namens Tharsis, auf dem sich drei weitere berühmte Riesenvulkane befinden: Ascraeus Mons, Pavonis Mons und Arsia Mons. Hintergrundbild: NASA/USGS Mars Globe. Geologische Interpretation und Anmerkung von Pascal Lee und Sourabh Shubham, 2024.

Es ist eine Kombination von Faktoren, die den Standort des Noctis-Vulkans außergewöhnlich interessant machen. Es handelt sich um einen uralten und langlebigen Vulkan, der so tief erodiert ist, dass man ihn begehen, befahren oder durchfliegen kann, um verschiedene Teile seines Inneren zu erkunden, zu beproben und zu datieren, um die Entwicklung des Mars im Laufe der Zeit zu studieren. Die lange Geschichte der Wechselwirkung von Wärme mit Wasser und Eis macht es zu einem idealen Ort für die Astrobiologie und die Suche nach Lebenszeichen.

Da in der relativ warmen äquatorialen Region des Mars wahrscheinlich immer noch Gletschereis nahe der Oberfläche vorhanden ist, „scheint dies ein sehr attraktiver Ort für robotische und menschliche Erkundungen zu sein“, sagte Lee in der SETI-Erklärung.

Das mögliche Vorhandensein von Gletschereis in geringer Tiefe nahe dem Äquator bedeutet, dass Menschen möglicherweise den kühleren Teil des Planeten erkunden und gleichzeitig Wasser für die Hydratation und die Herstellung von Raketentreibstoff gewinnen könnten. Dieser Treibstoff kann auf dem Mars durch die Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff hergestellt werden.

Der berühmte Olymp: der größte Vulkan im Sonnensystem

Olympus Mons ist ein riesiger Vulkan auf dem Mars, dreimal höher als der Everest und so breit wie Frankreich. Olympus Mons Mars ist der größte Vulkan im Sonnensystem. Riesige Marsberge erheben sich über den umliegenden Ebenen des Roten Planeten und warten möglicherweise auf den nächsten Ausbruch.

Olympus Mons liegt in der Region Tharsis-Montes nahe dem Marsäquator und ist einer von einem Dutzend großer Vulkane, von denen viele zehn- bis hundertmal höher sind als ihre irdischen Gegenstücke. Der Olymp ist der höchste von allen, er erhebt sich 16 Meilen (25 Kilometer) über die umliegenden Ebenen und erstreckt sich über 374 Meilen (601 Kilometer) – ungefähr so ​​lang wie der Bundesstaat Arizona.

Im Vergleich dazu erhebt sich der Mauna Loa auf Hawaii, der höchste Vulkan der Erde, 6,3 Meilen (10 km) über dem Meeresboden (aber sein Gipfel liegt nur 2,6 Meilen über dem Meeresspiegel). Das Volumen des Olympus Mons beträgt etwa das Hundertfache des Volumens des Mauna Loa, und die gesamte hawaiianische Inselkette (von Kauai bis Hawaii), auf der er liegt, könnte in sein Mars-Gegenstück passen.

Da es auf dem Mars kein Oberflächenwasser gibt, ist die Bestimmung der Höhe dort nicht so einfach wie auf der Erde. Aber Wissenschaftler haben den effektiven „Meeresspiegel“ für den Mars bestimmt, der als Areoid bekannt ist, eine imaginäre Kugel mit dem durchschnittlichen Äquatorradius des Planeten. Es stellt sich heraus, dass er etwas höher ist als die Ebene rund um den Olymp, und im Verhältnis zum Areoid beträgt die Höhe des Berges nur 13 Meilen (21 km) – aber es ist immer noch eine Rekordgröße.

Dennoch sieht er aufgrund seiner Breite nicht wie ein typischer Berg auf der Erde aus. Wenn man darauf stünde, würde es wie eine sanft abfallende Ebene aussehen.

Der Olymp erhebt sich dreimal höher als der höchste Berg der Erde, der Everest, dessen Gipfel 5,5 Meilen (8,8 km) über dem Meeresspiegel liegt. Der Olymp ist ein Schildvulkan. Anstatt geschmolzenes Material heftig auszuspucken, entstehen Schildvulkane dadurch, dass Lava langsam an ihren Seiten herabfließt. Dadurch hat der Berg ein niedriges, gedrungenes Aussehen mit einer durchschnittlichen Neigung von nur 5 Prozent.

Im Vergleich zum Marsgelände im Allgemeinen gibt es auf der Oberfläche des Olymp nicht viele Einschlagskrater. Dies deutet darauf hin, dass die oberste Lavaschicht relativ jung ist: Der letzte Ausbruch ereignete sich erst vor 25 Millionen Jahren. Dies könnte bedeuten, dass der Vulkan noch aktiv ist und in Zukunft erneut ausbrechen könnte.

Sechs eingestürzte Krater, sogenannte Calderas, stapeln sich übereinander und bilden an ihrer Spitze eine 85 km breite Senke. Als sich die Lava aus den Magmakammern unter den Calderas entleerte, höchstwahrscheinlich während einer Eruption, stürzten die Kammern ein und waren nicht mehr in der Lage, das Gewicht der darüber liegenden Erde zu tragen. Eine Klippe oder Böschung umgibt den äußeren Rand des Vulkans und erreicht eine Höhe von 6 Meilen (10 km) über der Umgebung. (Die Klippe allein ist ungefähr so ​​hoch wie Mauna Loa.) Eine breite Vertiefung umgibt die Basis des Vulkans, während sein enormes Gewicht auf die Kruste drückt.

Der Olymp ist der größte Vulkan im Sonnensystem. ESA/DLR/FU Berlin/Mars Express/Andrea Luck CC BY 2.0

Der Olymp ist noch ein relativ junger Vulkan. Obwohl die Entstehung Milliarden von Jahren gedauert hat, sind einige Regionen des Berges möglicherweise nur wenige Millionen Jahre alt, was ein relativ junges Alter im Leben des Sonnensystems darstellt. Daher könnte der Olymp immer noch ein aktiver Vulkan mit Ausbruchspotenzial bleiben.

Der höchste Vulkan des Sonnensystems könnte auch Blockgletscher enthalten – im Eis gefrorene Gesteinsfragmente. Die Ablagerung von Schnee und Eis über der Schildbasis könnte zur Bildung solcher Gletscher führen. In der Nähe des Vulkangipfels kann vom Oberflächenstaub isoliertes Wassereis existieren. Die Gipfel dieser Gletscher können Grate, Rillen und Lappen aufweisen, mit Steinen und Felsbrocken bedeckt sein und bis zu vier Millionen Jahre alt sein.

Warum entstand ein so großer Vulkan auf dem Mars und nicht auf der Erde? Wissenschaftler glauben, dass die geringere Oberflächengravitation des Roten Planeten in Kombination mit einer höheren Eruptionsrate dazu geführt hat, dass sich Lava höher auf dem Mars ansammelt.

Der schwarze Umriss von Arizona in diesem Bild des Olymp zeigt ähnliche Oberflächenbereiche. NASA

Auch das Vorhandensein und Fehlen tektonischer Platten könnte bei verschiedenen Vulkantypen eine wichtige Rolle spielen. Lava-Hotspots unter der Kruste bleiben auf beiden Planeten an derselben Stelle. Auf der Erde verhindert die Krustenbewegung jedoch die nachhaltige Ansammlung von Lava. Beispielsweise entstanden die Hawaii-Inseln durch Plattendrift über einem Hotspot. Bei jedem Ausbruch entstand eine kleine Insel an einem anderen Ort.

Aber auf dem Mars ist die Plattenbewegung sehr begrenzt. Sowohl der Hot Spot als auch die Kruste bleiben bewegungslos. Wenn Lava an die Oberfläche fließt, sammelt sie sich an einer Stelle weiter an. Anstelle einer Kette vulkanischer Inseln entstehen große Vulkane wie der Olymp. Tatsächlich sind die drei anderen großen Vulkane in der Nähe des Olymps ebenso gigantisch; Gäbe es nur einen der vier Vulkane in dieser Region, wäre er das höchste Objekt im Sonnensystem.

Neben dem Fehlen einer Plattenbewegung wurde das Wachstum von Olympus durch seine lange Existenz begünstigt. Obwohl wir derzeit keine Rover haben, die Berge erkunden, konnten Planetenforscher Vulkane mithilfe von Gesteinen von der Erde erforschen. Durch die Untersuchung von sechs Nakhlit-Meteoriten vom Mars, die zuvor als vulkanisch galten, haben Wissenschaftler die lange Existenz von Marsvulkanen bestätigt.

Blick aus der Umlaufbahn des Marsvulkans Olympus. Getty Images

„Nakhlite sind durch mindestens vier Eruptionen im Laufe von 90 Millionen Jahren entstanden“, sagte Benjamin Cohen, ein Planetenforscher an der Universität Glasgow in Schottland, in einer Erklärung. „Das ist eine sehr lange Lebensdauer für einen Vulkan, viel länger als die Lebensdauer der Vulkane auf der Erde, die normalerweise nur wenige Millionen Jahre aktiv sind.“

Die Meteoriten wurden in den Weltraum geschleudert, als vor 11 Millionen Jahren ein massiver Felsbrocken auf den Planeten prallte. „Und dabei wurde nur die Oberfläche des Vulkans zerkratzt, da nur eine sehr kleine Menge Gestein aus dem Einschlagskrater herausgeschleudert worden wäre – der Vulkan muss also viel länger aktiv gewesen sein“, sagte Cohen.

Eine weitere Gruppe von 11 Marsmeteoriten zeigte, dass die Vulkane noch länger aktiv waren. Zehn von ihnen waren nur 500 Millionen Jahre alt und der elfte, NWA 7635, war 2,4 Milliarden Jahre alt.

„Das bedeutet, dass es 2 Milliarden Jahre lang an einer Stelle auf der Marsoberfläche eine Art anhaltende Magmawolke gab“, sagte der Forscher Mark Caffey, Professor für Physik und Astronomie an der Purdue University in Indiana, in einer Erklärung. „So etwas gibt es auf der Erde nicht, wo etwas an einem bestimmten Ort zwei Milliarden Jahre lang stabil ist.“

Es wird angenommen, dass die Lava aus diesem großen Vulkanschlot in der Tharsis-Region des Mars geflossen ist. NASA/JPL-Caltech/Universität von Arizona

Die Vulkane bei Tharsis Montes sind so groß, dass sie über die saisonalen Staubstürme des Mars hinausragen. Der italienische Astronom Giovanni Schiaparelli, der Ende des 19. Jahrhunderts die Marsoberfläche intensiv untersuchte, beobachtete die riesigen Objekte von der Erde aus mit einem 8-Zoll-Teleskop (22 cm). Als die NASA-Sonde Mariner 9 1971 den Roten Planeten erreichte, konnte sie die Gipfel der Vulkane über den Stürmen erkennen.

Die große Höhe des Olymp macht es schwierig, mit dem Fallschirm in die dünne Atmosphäre zu springen, und das Vorhandensein von losem Staub kann Probleme beim Manövrieren von Mars-Rovern verursachen. Wenn der Mars-Weltraumtourismus jedoch in den kommenden Jahrzehnten an Fahrt gewinnt, könnte der Olymp zu einem erstklassigen Ziel für Abenteuerlustige werden. Im Jahr 2021 bereitete eine Gruppe von Studenten der Königlichen Technischen Hochschule in Stockholm, Schweden, einen Missionsvorschlag vor, der ihrer Meinung nach bis 2042 umsetzbar sein könnte. Der Rover wird eine Dreiergruppe auf den Gipfel eines riesigen Vulkans bringen, und dann werden zwei von ihnen den letzten Abschnitt zurücklegen.

Alternativ versucht ein Unternehmen namens 4th Planet Logistics, das sich selbst als „gegründet mit dem Ziel, menschliche Lebensraumstrukturen und zugehörige unterstützende Komponenten für den Einsatz auf dem Mond, dem Mars und darüber hinaus zu entwerfen, zu konstruieren und zu bewerten, gegründet wurde, die Schaffung eines virtuell-zu- echte Route, die einen riesigen Berg erklimmt.

„Ich möchte Sie persönlich einladen, an unseren Bemühungen teilzunehmen, eine Route zum Gipfel des Olymp zu schaffen“, sagte Michael Chalmer Dunn, Gründer und Direktor von 4th Planet Logistics, in einem Blogbeitrag des Unternehmens. Das bedeutet, dass Sie den riesigen Vulkan zwar nicht physisch besteigen können, ihn aber zumindest visuell betrachten können. Einige Wissenschaftler nutzten die hochauflösende Stereokamera des europäischen Mars-Express-Orbiters, um ein Mosaik und ein Modell des Vulkangeländes zu erstellen.

Erdrutsche auf dem Mars deuten darauf hin, dass der Olymp, der höchste Vulkan im Sonnensystem, einst von Wasser umgeben war.

Neue Erkenntnisse deuten darauf hin, dass Olympus Mons einst vom Marsozean begrenzt war, der eine wichtige Rolle bei der Entstehung der ikonischen Streifen des Planeten spielte. Die Argumente für Marsvulkane, die sich über uralte, verlorene Ozeane erheben, werden immer stärker.

Forscher, die Bilder des Olympus Mons auf dem Mars, dem höchsten Vulkan unseres Sonnensystems, analysieren, gehen davon aus, dass der faltige Landfleck in der Nähe des nördlichen Teils des Berges wahrscheinlich entstanden ist, als vor Millionen von Jahren glühend heiße Lava vom Gipfel floss. Es wird angenommen, dass diese Lava am Fuße des Berges mit Eis und Wasser kollidierte und Erdrutsche verursachte. Zumindest einige dieser Erdrutsche müssen sich etwa 621 Meilen (1.000 km) vom Vulkan entfernt ausgebreitet haben und im Laufe der Jahrhunderte geschrumpft und verhärtet haben, sagen Wissenschaftler.

Ein Blick auf die brockenreiche Oberfläche, die der vorherige Tsunami hinterlassen hat. Sie wurden dann durch Kanäle zerstört, die entstanden, als das Tsunami-Wasser auf Meereshöhe zurückkehrte (der weiße Pfeil zeigt die Richtung des Rückflusses). Gelbe Streifen – 10 Meter. NASA/Alexis Rodriguez

Obwohl solche Streifenformationen auf dem Mars schon seit langem untersucht werden, bleibt die Rolle von Wasser bei ihrer Entstehung eine offene Frage. Die neuen Erkenntnisse ergänzen die vorherrschende Theorie, dass flüssiges Wasser einst frei über den Roten Planeten floss, der heute eine kalte Wüstenwelt ist, abgesehen von Eisresten, die größtenteils in seinen Polen eingeschlossen sind.

Das in den neuen Bildern dargestellte zerknitterte Stück Land ist als Lycus Sulci bekannt (Sulci ist ein geologischer Begriff; lateinisch für parallele Rillen). Es wurde im Januar dieses Jahres vom Mars Express-Orbiter der Europäischen Weltraumorganisation fotografiert, der zwei Jahrzehnte lang den Mars auf der Suche nach Anzeichen von Grundwasser umkreiste.

Licus Sulci. ESA/DLR/FU Berlin

Diese neuen Entdeckungen folgen auf ähnliche geologische Beweise, die in Bezug auf die riesigen Felsen rund um den Olymp entdeckt wurden. Forscher glauben, dass diese Felsen oder Steilhänge, wie sie genannt werden, eine alte Küstenlinie markieren, in der sich eine große Senke befindet, in der einst flüssiges Wasser zirkulierte. Die neuesten Erkenntnisse stützen diese Idee und legen nahe, dass der untere Teil des Berges einstürzte, als das Eis und das Wasser an seiner Basis nach der Kollision mit der aus dem Inneren austretenden Lava instabil wurden.

„Dieser Einsturz ereignete sich in Form riesiger Steinschläge und Erdrutsche, die herabrutschten und sich weit über die umliegenden Ebenen ausbreiteten“, schrieben die Forscher in einer Erklärung.

Lycus Sulci, abgebildet auf den neuen Bildern, erstreckt sich 621 Meilen (1.000 km) vom Olymp entfernt und endet in der Nähe des Yelwa-Kraters, einer 4,9 Meilen (8 km) langen Marsschüssel, die nach einer Stadt in Nigeria benannt ist. Die Rillen, die Lavaströme in der Nähe des Yelwa-Kraters markieren, zeigen, „wie weit zerstörerische Erdrutsche von den Flanken des Vulkans entfernt waren, bevor sie sich absetzten“, sagten die Forscher in derselben Erklärung.

Diese Ansicht von Lycus Sulci und dem Yelva-Krater auf dem Mars wurde mithilfe eines digitalen Geländemodells und der Nadir- und Farbkanäle der hochauflösenden Stereokamera auf dem Mars Express der ESA erstellt. Im Hintergrund ist der Jelva-Krater zu sehen, während im Vordergrund das zerklüftete Gelände des Lycus Sulci dominiert. Diese Objekte befinden sich am Rande des „Heiligenscheins“ des größten Vulkans des Mars, Olympus Mons. ESA/DLR/FU Berlin

Obwohl dies eine verlockende Möglichkeit ist, erlauben uns die neuen Ergebnisse keine Schlussfolgerung, ob die Licus-Sulci-Region für Leben auf dem Mars prädisponiert war. Auf der Erde ergab jedoch eine 2019 durchgeführte, einzigartige Studie, dass „Lavagrillen“ auf Hawaii in der sengenden, unerbittlichen Hitze der Lava gedeihen können, die auf Vulkanausbrüche folgt.

Wissenschaftler glauben, dass alle lebenden Organismen, die auf dem einst wässrigen Mars gediehen, zusammen mit den Ozeanen starben. Nur wenige deuten darauf hin, dass einzellige Organismen in der Lage gewesen sein könnten, tief unter den Eiskappen des Planeten zu überwintern. Ob es sie heute noch gibt, bleibt allerdings unklar.

Das am Marsäquator vergrabene Wassereis ist mehr als 3,5 km dick

Der Mars-Express-Orbiter hat genug Wassereis entdeckt, das unter dem Äquator des Roten Planeten vergraben ist, um den gesamten Planeten mit einem flachen Ozean zu bedecken, wenn es schmilzt. Eine Sonde der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) hat in einem 1,5 bis 2,7 Meter tiefen Ozean, der in staubigem Eis unter dem Äquator des Planeten begraben liegt, genügend Wasser gefunden, um den Mars zu bedecken.

Die Entdeckung wurde von der ESA-Mission Mars Express gemacht, einem erfahrenen Raumschiff, das seit 20 Jahren wissenschaftliche Untersuchungen rund um den Mars durchführt. Obwohl dies nicht das erste Mal ist, dass Hinweise auf Eis in der Nähe des Äquators des Roten Planeten gefunden wurden, ist diese neue Entdeckung bei weitem die größte Menge an Wassereis, die bisher dort gefunden wurde, und scheint mit früheren Entdeckungen von gefrorenem Wasser auf dem Mars im Einklang zu stehen.

„Es ist überraschend, dass die Radarsignale mit dem übereinstimmen, was wir von geschichtetem Eis erwarten würden, und den Signalen ähneln, die wir von den Polkappen des Mars sehen, von denen wir wissen, dass sie sehr eisreich sind“, sagte der leitende Forscher Thomas Watters vom Smithsonian Institution in den USA in einer Erklärung der ESA.

Diese Karte zeigt die ungefähre Eismenge in den Hügeln, aus denen die Medusa-Fossa-Formation (MFF) besteht. Sie besteht aus einer Reihe windgeblasener Ablagerungen mit einem Durchmesser von Hunderten von Kilometern und einer Höhe von mehreren Kilometern, was darauf hindeutet, dass in höheren Lagen eisreiche Sedimente vorkommen bis 3000 Meter. Planetary Science Institute/Smithsonian Institution

Die Ablagerungen sind dick, erstrecken sich über 3,7 km (2,3 Meilen) unter der Erde und sind mit einer Hunderte Meter dicken Kruste aus gehärteter Asche und trockenem Staub bedeckt. Das Eis ist kein sauberer Block, sondern stark mit Staub verunreinigt. Während seine Präsenz in der Nähe des Äquators es für künftige bemannte Missionen leichter zugänglich macht, bedeutet seine Lage in solchen Tiefen, dass der Zugang zu Wassereis schwierig sein wird.

Vor etwa 15 Jahren entdeckte Mars Express Ablagerungen unter einer geologischen Formation namens Medusa Fossa Formation (MFF), aber die Wissenschaftler waren sich nicht sicher, woraus die Ablagerungen bestanden. Die Geographie des Mars ist in nördliches Hochland und südliches Tiefland unterteilt, und nahe der Grenze zwischen ihnen befindet sich ein riesiger, 5000 km langer Permafrost.

Es wird angenommen, dass sich der Permafrost selbst in den letzten drei Milliarden Jahren aus Lavaströmen gebildet hat und in einer Zeit vor langer Zeit, als der Mars vulkanisch aktiv war, von Vulkanasche bedeckt war. Heute ist der IWF mit mehreren Kilometer hohen Staubhaufen bedeckt – tatsächlich ist er die häufigste Staubquelle auf dem gesamten Planeten für die riesigen Staubstürme, die den Mars saisonal verschlingen können. Handelte es sich bei den Ablagerungen lediglich um Staub, der möglicherweise ein tiefes Tal füllte?

Neue Beobachtungen von MARSIS, dem Untergrundradar an Bord von Mars Express, haben nun eine Antwort geliefert – und es ist kein Staub.

Eumenides Dorsum, Teil der Mars-Medusae-Fossae-Formation (MFF). Der Permafrost besteht aus einer Reihe windgeformter Ablagerungen mit einem Durchmesser von Hunderten von Kilometern und einer Höhe von mehreren Kilometern. Diese Ablagerungen, die sich an der Grenze zwischen dem Hochland und dem Tiefland des Mars befinden, sind möglicherweise die größte Staubquelle auf dem Mars und eine der umfangreichsten Ablagerungen auf dem Planeten. Caltech/JPL Global CTX-Mosaik des Mars/Smithsonian Institution

„Wenn der MFF nur ein riesiger Staubhaufen wäre, würden wir angesichts seiner Tiefe erwarten, dass er sich unter seinem eigenen Gewicht verdichtet“, sagte Andrea Cicchetti vom Nationalen Institut für Astrophysik in Italien in einer Pressemitteilung. „Dadurch würde etwas viel Dichteres entstehen als das, was wir tatsächlich mit MARSIS sehen.“

Stattdessen haben die Sedimente eine geringe Dichte und sind für das MARSIS-Radar ziemlich transparent, so wie man es von Wassereis in den Daten erwarten würde.

Eine dringendere Frage ist, wie das Wassereis am Äquator vergraben wurde. Unterirdisches Eis auf dem Mars wurde bereits in großen Mengen gefunden, beispielsweise im Jahr 2008, als die Phoenix-Mission der NASA direkt unter der staubigen Oberfläche am Polarstandort des Landers Eis ausgrub.

Erst kürzlich entdeckte der Trace Gas Orbiter der ESA Wasserstoff aus Wassereis direkt unter der Oberfläche von Candor Chaos, einem Abschnitt eines riesigen Risses in der Marsoberfläche, den wir Vallis Marineris nennen. Darüber hinaus wurden im östlichen Labyrinth von Noctis, das nur 7,3 Grad südlich des Äquators liegt, Überreste antiker Gletscher, sogenannte Reliktgletscher, entdeckt.

Die weiße Linie auf der Marsoberfläche (oben) zeigt eine von MARSIS gescannte Landfläche. Die Grafik unten zeigt die Form des Landes und die Struktur des Untergrunds, mit einer Schicht aus trockenem Sediment (wahrscheinlich Staub oder Vulkanasche) in Braun und einer Schicht aus vermutlich eishaltigem Sediment in Blau. Die Grafik zeigt, dass Eisablagerungen Tausende Meter hoch und Hunderte Kilometer breit sind. CReSIS/KU/Smithsonian Institution

Das Vorhandensein von unterirdischem Wassereis in niedrigen und äquatorialen Breiten weist darauf hin, wie unterschiedlich das Klima auf dem Mars in der fernen Vergangenheit war. Die Existenz von Eis könnte auf die Wanderachse des Mars zurückzuführen sein. Es wird angenommen, dass sich die axiale Neigung der Pole des Planeten im Laufe der Geschichte des Roten Planeten ziemlich chaotisch verändert hat. Derzeit sind die Pole des Mars um 25 Grad zur Ekliptik geneigt (im Vergleich zur Erde, die um 23 Grad geneigt ist), aber in der Vergangenheit konnte dieser Winkel von einem kleinen Winkel, beispielsweise 10 Grad, bis zu einem extremen Winkel variieren als 60 Grad.

In Zeiten hoher Neigung, wenn die Pole näher zur Sonne als zum Äquator zeigen, kann sich auf der Äquatoroberfläche Wassereis in großen Mengen bilden. Dieses Eis könnte dann unter Asche und Staub begraben werden und bis heute bedeckt bleiben. Die Neigungsänderung könnte auch die 400.000 Jahre alten Strukturen erklären, die der chinesische Rover Zhurong auf dem Mars entdeckt hat, sowie die Existenz von Schluchten, die durch flüssiges Wasser gebildet werden, wo solches Wasser eigentlich nicht existieren sollte.

Die neue Entdeckung wird in einem Artikel beschrieben, der in der Zeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht wurde.

Tausende seltsame weiße Steine ​​auf dem Mars gefunden

Die rostrote Oberfläche des Mars mag ihm seinen berühmten Status als „Roter Planet“ verliehen haben, aber Tausende von weißen Steinen sind seltsamerweise über den Marsboden verstreut. Der Perseverance Rover der NASA, ein Robotergeologe, der seit Anfang 2021 den Jezero-Krater erforscht, verblüffte Wissenschaftler, als er Bilder von mehr als 4.000 hellen, kieselgroßen Steinen lieferte, die über den Kraterboden verstreut waren.

„Das sind sehr ungewöhnliche Gesteine, und wir versuchen zu verstehen, was vor sich geht“, sagte Candice Bedford, Planetenwissenschaftlerin an der Purdue University in Indiana und Mitglied des Mars 2020-Wissenschaftsteams, auf der Lunar and Planetary Science Conference. Die Ankündigung erfolgt, während die NASA im Rahmen ihres ehrgeizigen Mars Sample Return (MSR)-Programms eine architektonische Analyse der Rückführung von Marsgestein zur Erde abschließt.

Die abgebildeten weißen Steine ​​sind das, was Wissenschaftler als „schwebend“ bezeichnen, was bedeutet, dass sie aus ihrem ursprünglichen Lebensraum entfernt und transportiert wurden; Einige sind glatt und narbig, während andere aus mehreren Schichten bestehen. Erste Analysen durch die Bordinstrumente von Perseverance zeigten, dass die Gesteine ​​nicht nur in ihrem Wassergehalt, sondern auch in anderen Mineralien, darunter Eisen, Magnesium, Kalzium und Natrium, dehydriert waren.

Der NASA-Rover Perseverance nutzte seine beiden Mastcam-Z-Kameras, um am 29. April 2021 dieses Bild von Santa Cruz, einem Hügel im Jezero-Krater, aufzunehmen. NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

Das Team ist besonders an den Ursprüngen dieser ungewöhnlichen Gesteine ​​interessiert, da ihre Quellen Hinweise auf die Vergangenheit des Roten Planeten liefern könnten, unter anderem wann genau Wasser den Jezero-Krater überflutete, den wir heute als trockenes Stück Land sehen. Laut Bedford deutet die dehydrierte Beschaffenheit der Gesteine ​​darauf hin, dass sie entweder durch Lavaströme oder Asteroideneinschläge anderswo auf dem Mars erhitzt und umgewandelt wurden und dann auf den Kraterboden fielen. Was auch immer der konkrete Prozess sein mag, sie und ihr Team vermuten, dass er aufgrund der geologischen Geschichte des Jezero-Kraters erst vor relativ kurzer Zeit stattgefunden hat.

Der Perseverance-Rover, der seit seiner Ankunft auf dem Mars mehr als 15 Meilen (24,8 Kilometer) zurückgelegt hat, feierte im Dezember 2023 1.000 Tage Wissenschaft, was auch das offizielle Ende der Mission markierte, für die er ursprünglich vorgesehen war. Bisher wurden 26 von 43 Probenröhrchen für Marsgestein gefüllt, sagten Mitglieder des Missionsteams gegenüber LPSC. „In jeder Probe sind unzählige Körner enthalten, die wir möglicherweise für immer untersuchen könnten“, sagte Benjamin Weiss, Professor für Planetenwissenschaften am MIT und Mitglied des Mars 2020-Teams.

All diese mysteriösen Gesteine ​​sind jedoch nicht der einzige Grund, warum Wissenschaftler darum kämpfen, Perseverance an den Rand des Kraters und vielleicht darüber hinaus zu bringen. Sie glauben, dass es dort eine einzigartige Geologie gibt, die am Kraterboden noch nicht beobachtet wurde. Dazu gehören Gesteine ​​aus der Zeit vor Jezero, die möglicherweise Aufzeichnungen über die Bildung der Marskruste und das frühe Klima enthalten. Es kann sogar Hinweise auf Biosignaturen enthalten.

Die 24. Marsprobe, die vom NASA-Rover Mars Perseverance gesammelt wurde, ist „Comet Geyser“, eine Probe aus der Region des Jezero-Kraters, die besonders reich an Karbonat ist, einem Mineral, das mit Bewohnbarkeit in Verbindung gebracht wird.

„Wissenschaftler markieren jetzt viele interessante Probenahmestellen und kartieren den Rand selbst detaillierter“, sagte Lisa Mayhew, Forscherin an der University of Colorado Boulder. Von großem Interesse für Wissenschaftler ist ein an den Jezero-Krater angrenzendes Gebiet namens Nili Planum, dessen Gestein ihrer Meinung nach unter warmen Bedingungen zu einer Zeit entstanden sein könnte, als sich wahrscheinlich Leben entwickelte – falls es jemals auf der jetzt kargen Welt existierte. Die Beprobung solcher Gesteine ​​wird den Cache, der bereits auf Perseverance existiert, von enormem wissenschaftlichem Wert ergänzen.

Dieser wissenschaftliche Wert kann jedoch erst dann voll ausgeschöpft werden, wenn diese Steine ​​zur Erde zurückgebracht werden. Es bleiben Fragen zum von der NASA geleiteten MSR-Programm, einschließlich wann und wie die Agentur die gesammelten Proben zur Erde zurückbringen will. Im vergangenen Oktober beauftragte die NASA ein Reaktionsteam (MIRT) mit der Bewertung alternativer MSR-Ansätze, nachdem ein unabhängiges Prüfgremium (IRB) festgestellt hatte, dass die aktuelle Architektur zu Kosten- und Zeitplanüberschreitungen führen würde.

Der Gediz-Tal-Kanal wurde von einem alten Fluss geformt

Der NASA-Rover Curiosity hat mit der Erkundung einer neuen Region des Mars begonnen, die möglicherweise mehr darüber verrät, wann flüssiges Wasser ein für alle Mal von der Oberfläche des Roten Planeten verschwand. Vor Milliarden Jahren war der Mars viel feuchter und wahrscheinlich wärmer als heute. Curiosity wirft einen neuen Blick auf diese eher erdähnliche Vergangenheit, während es den Gediz-Tal-Kanal erkundet, eine gewundene, schlangenartige Struktur, die anscheinend von einem alten Fluss geformt wurde.

Diese Möglichkeit hat Wissenschaftler fasziniert. Das Rover-Team sucht nach Beweisen, die zeigen, wie der Kanal in den darunter liegenden Felsen geschnitten wurde. Die Seiten der Formation sind so steil, dass das Team nicht glaubt, dass der Kanal durch Wind entstanden ist. Allerdings könnten Murströme (schnelle, nasse Erdrutsche) oder Flüsse, die Steine ​​und Sedimente transportieren, genug Energie haben, um in das Grundgestein einzudringen. Sobald der Kanal gebildet war, wurde er mit Felsbrocken und anderem Schutt gefüllt. Wissenschaftler wollen auch wissen, ob dieses Material durch Murgänge oder trockene Lawinen transportiert wurde.

Nach der Ankunft am Gediz-Tal-Kanal nahm der NASA-Rover Curiosity am 3. Februar dieses 360-Grad-Panorama mit einer seiner Schwarz-Weiß-Navigationskameras auf. Diese Formation hat Wissenschaftler fasziniert, weil sie ihnen etwas über die Geschichte des Wassers erzählen kann. auf dem Roten Planeten. NASA/JPL-Caltech

Seit 2014 klettert Curiosity zu den Ausläufern des Mount Sharp, der 5 Kilometer über dem Boden des Gale-Kraters liegt. Die Schichten in diesem unteren Teil des Berges bildeten sich über Millionen von Jahren inmitten eines sich verändernden Marsklimas und gaben Wissenschaftlern die Möglichkeit zu untersuchen, wie sich das Vorhandensein von Wasser und den für das Leben notwendigen chemischen Inhaltsstoffen im Laufe der Zeit veränderte.

Am Fuße dieser Ausläufer befand sich beispielsweise eine Schicht reich an Tonmineralien, in der einst viel Wasser mit den Gesteinen interagierte. Der Rover erkundet nun eine Schicht, die reich an Sulfaten ist, salzigen Mineralien, die oft entstehen, wenn Wasser verdunstet. Es wird Monate dauern, den Kanal vollständig zu untersuchen, und die Erkenntnisse der Wissenschaftler könnten den Zeitpunkt der Entstehung des Berges ändern.

Der steile Weg, den der NASA-Rover Curiosity nahm, um den Gediz-Tal-Kanal zu erreichen, ist in dieser aus Orbitaldaten erstellten Visualisierung gelb hervorgehoben. Unten rechts ist der Punkt zu sehen, an dem sich der Rover umdrehte, um einen genaueren Blick auf den Bergrücken zu werfen, der vor langer Zeit durch Trümmerströme vom Gipfel des Mount Sharp entstanden war. NASA/JPL-Caltech/UC Berkeley

Als die Sedimentschichten des unteren Mount Sharp durch Wind und Wasser abgelagert wurden, wurden sie durch Erosion erodiert und die heute sichtbaren Schichten freigelegt. Erst nach diesen langen Prozessen sowie nach Perioden schwerer Dürre, in denen die Oberfläche des Mount Sharp eine Sandwüste war, konnte der Gediz-Tal-Kanal gebildet werden. Wissenschaftler glauben, dass die Felsbrocken und anderen Trümmer, die später den Kanal füllten, von einem Berggipfel stammten, den Curiosity niemals erreichen würde, was dem Team eine Vorstellung davon gab, welche Arten von Material sich dort befinden könnten.

„Wenn aus flüssigem Wasser ein Kanal oder ein Schutthaufen entstanden ist, ist das wirklich interessant. „Das würde bedeuten, dass Wasser ziemlich spät in der Geschichte des Mount Sharp – nach einer langen Trockenperiode – zurückkehrte, und zwar in erheblichem Umfang“, sagte Ashwin Vasavada, Projektwissenschaftler am Curiosity-Projekt vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien.

Diese Erklärung passt zu einer der überraschendsten Entdeckungen, die Curiosity während seiner Besteigung des Mount Sharp machte: Das Wasser schien in Etappen zu kommen und zu gehen, anstatt allmählich zu verschwinden, während der Planet trockener wurde. Diese Zyklen sind in Schlammrissen, in flachen Salzseen und direkt unterhalb des Kanals in katastrophalen Schlammströmen zu beobachten, die sich zu der riesigen Bergkette des Gediz-Tals sammelten.

Letztes Jahr unternahm Curiosity einen schwierigen Aufstieg, um einen Bergrücken zu untersuchen, der die Hänge des Mount Sharp durchschneidet und am Ende des Kanals aufzutauchen scheint, was darauf hindeutet, dass beide Teil desselben geologischen Systems sind.

360-Grad-Video, um den Gediz Vallis-Kanal aus der Perspektive des NASA-Rover Curiosity zu sehen. NASA/JPL-Caltech

Curiosity dokumentierte den Kanal mit einem 360-Grad-Schwarz-Weiß-Panorama, das von der linken Navigationskamera des Rovers aufgenommen wurde. Das am 3. Februar (dem 4086. Marstag oder Sol der Mission) aufgenommene Bild zeigt dunklen Sand, der eine Seite des Kanals füllt, und einen Trümmerhaufen, der sich direkt hinter dem Sand erhebt. In der entgegengesetzten Richtung befindet sich der steile Hang, den Curiosity erklommen hat, um dieses Gebiet zu erreichen.

Am Ende jeder Fahrt nimmt der Rover mit seinen Navigationskameras solche Panoramen auf. Jetzt verlässt sich das Wissenschaftsteam noch stärker auf Navigationskameras, während Ingenieure versuchen, das Problem zu lösen, das den Einsatz einer einzigen Wärmebildkamera, der Farbmastkamera oder Mastcam, einschränkt. Curiosity wurde von JPL gebaut, das vom California Institute of Technology in Pasadena, Kalifornien, betrieben wird. JPL leitet die Mission im Auftrag des Science Mission Directorate der NASA in Washington.

Vor 2,3 Millionen Jahren stürzte ein Asteroid auf den Mars und verstreute Trümmer über den Planeten.

Vor mehr als zwei Millionen Jahren stürzte ein riesiger Asteroid auf den Mars und hinterließ einen riesigen Krater und etwa zwei Milliarden kleinere Einzelkrater auf der Oberfläche. Diese Sekundärkrater erscheinen in einer Entfernung von 1.000 Meilen (1.800 Kilometern), was dieses Asteroidenereignis zu einem der größten Einschläge macht, die in der relativ jungen Geschichte auf dem Roten Planeten beobachtet wurden. Es wird geschätzt, dass Asteroiden, die massiv genug sind, um solch weitreichende Zerstörungen zu verursachen, nur einmal alle drei Millionen Jahre auf dem Mars einschlagen.

Der Einschlag ereignete sich am Äquator des Mars in einer Region, die die Menschheit Elysium Planitia nannte; Es hinterließ den Hauptkrater von Corinto mit einer Breite von 8,6 Meilen (13,9 km) und einer Tiefe von 0,62 Meilen (1 km). Andererseits haben die sekundären Einschlagskrater eine Größe von 656 Fuß (200 Meter) bis 0,8 Meilen (1,3 Kilometer) Durchmesser und erstrecken sich nach außen in einem großen „Strahlensystem“, so die Wissenschaftler, die hinter den Erkenntnissen stehen.

Obwohl der Krater 2,3 Millionen Jahre alt ist, hält das Team den Krater und seine kleineren Teile – von denen einige in Lavaströme eingearbeitet sind, die vom Gipfel des erloschenen Marsvulkans Elysium Mons stammen – für extrem jung.

„Der Corinto-Krater ist ein neuer Einschlagskrater in Elysium Planitia, der eines der ausgedehntesten Systeme aus Wärmestrahlen und Sekundärkratern auf dem Mars gebildet hat. Er erstreckt sich etwa 1.243 Meilen (2.000 km) nach Süden und spannt auf dem Mars einen Bogen von fast 180° „, schrieb das Team in der entsprechenden Studie.

Bild von Kratern, die vor 2,3 Millionen Jahren durch den Corinto-Einschlag entstanden sind. NASA, Universität von Arizona

Die Autoren erklärten, wie sie thermische und sichtbare Bilddaten des Mars Reconnaissance Orbiter der NASA nutzten, um den Krater und den Mantel aus Fragmenten oder „Ejekta“ zu beschreiben, die durch den Einschlag in die Marsatmosphäre geschleudert wurden. Als Ejekta bezeichnet man jegliches Material, das infolge eines Aufpralls aus dem Krater „geschleudert“ wird. In diesem Fall handelt es sich bei den Auswurfstücken um Marsstücke, die aus dem riesigen Hohlraum des Hauptkraters herausgeschleudert werden, der durch den Absturz eines Asteroiden entstanden ist.

Diese Daten, die von den Instrumenten des High Resolution Imaging Experiment (HiRISE) und der Kontextkamera (CTX) der Raumsonde gesammelt wurden, wurden einem maschinellen Lernprogramm zugeführt, das die durch diesen Einschlag verursachten Krater von anderen durch Asteroideneinschläge verursachten Marskratern trennte. Diese Informationen wurden dann verwendet, um das Alter des Einschlags und die Gesamtzahl der durch den ursprünglichen Einschlag entstandenen Sekundärkrater abzuschätzen.

Durch die Messung der Verteilung von Sekundärkratern, die sich von Corinto aus erstrecken, fand das Team die größte Konzentration südlich und südwestlich der Atmosphäre des Roten Planeten in einem Winkel von etwa 30–45 Grad von Norden oder Nordosten.

Die am weitesten von den Forschern entdeckten Sekundärkrater zeigten, dass einige der Auswürfe des Einschlags bis zu einer Entfernung von 1.150 Meilen (1.850 km) freigesetzt wurden. Dies ist ungefähr viermal so lang wie der Grand Canyon.

Die Abbildung zeigt den Mars Reconnaissance Orbiter, der vor Ort Daten rund um den Roten Planeten sammelt. Robert Lee/NASA

Sekundärkrater unterschieden sich jedoch nicht nur in der Entfernung von der Haupteinschlagszone und in der Größe. Das Team hinter den Entdeckungen klassifizierte sie auch nach ihrer Form. Einige waren rund und halbkreisförmig, während andere „abgeflacht rund“ oder „elliptisch“ wirkten.

Die Forscher stellten fest, dass die Form oder „Morphologie“ von Sekundärkratern mit der Geschwindigkeit zusammenhängt, mit der die Fragmente, aus denen sie entstanden, ausgeworfen wurden, der Größe dieser Fragmente und der Oberflächenzusammensetzung der Marsregion, in die sie fielen. In der Nähe von Corinto nahmen Sekundärkrater die Form von Halbkreisen an, und weiter von der Haupteinschlagszone entfernt wurden elliptische Krater gefunden.

„Die große Anzahl sekundärer Krater, die Corinto gebildet hat, stimmt mit der Annahme überein, dass es sich bei dem ausgeworfenen Material größtenteils um haltbaren Basalt handelt“, schrieb das Team.

Basalte sind vulkanische Gesteine, die durch die schnelle Abkühlung von Lava, die reich an Magnesium und Eisen ist, entstanden sind. Daher handelt es sich bei den Fragmenten wahrscheinlich um Lava, die zuvor aus dem Vulkan ausgebrochen ist, der vom Asteroiden getroffen wurde.

Die Zusammensetzung einiger Auswurfpartikel, die bei einem Asteroideneinschlag von der Marsoberfläche ausgeschleudert wurden, deutet darauf hin, dass das Weltraumgestein auf Wasser oder Eis fiel. Dies wird auch durch die „Gruben“ bewiesen, die am Boden des Corinto-Kraters verstreut sind und auf das Abfließen von Wasser oder Gas hindeuten, das durch den Kontakt mit eisreichen Materialien freigesetzt wird. Die Ergebnisse des Teams wurden Anfang März auf der 55. jährlichen Mond- und Planetenwissenschaftskonferenz in Texas vorgestellt.

Spinnenförmige Kohlendioxid-Geysirschichten, die sich in den dunklen Wintermonaten ablagern

Der Mars Express der ESA hat die verräterischen Spuren von „Spinnen“ erfasst, die über die Südpolregion des Mars verstreut sind. Diese kleinen, dunklen Formen sind keine echten Spinnen, sondern entstehen, wenn Frühlingssonnenlicht auf Kohlendioxidschichten trifft, die sich in den dunklen Wintermonaten ablagern. Durch Sonnenlicht verwandelt sich das Eis am Boden der Schicht von Kohlendioxid in ein Gas, das sich anschließend ansammelt und die darüber liegenden Eisplatten durchbricht. Während des Marsfrühlings strömt Gas aus, zieht dunkles Material an die Oberfläche und zerstört bis zu einem Meter dicke Eisschichten.

Das austretende, mit dunklem Staub beladene Gas schießt durch Risse im Eis in hohen Fontänen oder Geysiren nach oben, bevor es wieder nach unten fällt und sich an der Oberfläche niederschlägt. Dadurch entstehen dunkle Flecken mit einem Durchmesser von 45 m bis 1 km. Durch denselben Prozess entstehen die charakteristischen „Spinnen“-Muster, die unter das Eis geätzt werden – was diese dunklen Flecken zu einem sicheren Zeichen dafür macht, dass möglicherweise „Spinnen“ unter dem Eis lauern.

Mars Express entdeckte Spuren von „Spinnen“ in der Marsstadt der Inkas

Ein anderer ESA-Marsforscher, der ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), hat spinnenartige Antennenmuster besonders deutlich abgebildet. Die von TGO eingefangenen Spinnen liegen in der Nähe, aber außerhalb der Region, die in diesem neuen Bild von Mars Express gezeigt wird. Die Mars Express-Ansicht zeigt dunkle Flecken auf der Oberfläche, die durch austretendes Gas und Material entstanden sind, während die TGO-Perspektive auch netzartige Kanäle einfängt, die in das darunter liegende Eis gegraben wurden.

Die oben erwähnten dunklen Flecken sind überall auf dem Bild von Mars Express zu sehen, wie sie sich über hohe Hügel und ausgedehnte Hochebenen erstrecken. Die meisten davon sind jedoch als kleine Flecken im dunklen Bereich auf der linken Seite zu erkennen, der sich am Rande des Teils des Mars namens Inkastadt befindet. Der Grund für diesen Namen ist kein Geheimnis: Das lineare, fast geometrische Netz der Bergrücken erinnert an Inka-Ruinen. Die Inkastadt, besser bekannt als Angustus Labyrinth, wurde 1972 von der NASA-Sonde Mariner 9 entdeckt.

Blick auf die Inkastadt auf dem Mars

Diese neue Ansicht der Inkastadt und ihrer verborgenen „spinnenartigen Bewohner“ wurde von der hochauflösenden Stereokamera Mars Express aufgenommen. Wir wissen immer noch nicht genau, wie die Inkastadt entstand. Vielleicht haben sich die Sanddünen im Laufe der Zeit in Stein verwandelt. Es ist möglich, dass Materialien wie Magma oder Sand durch gebrochene Marsgesteinsschichten sickern. Oder die Grate könnten „Esker“ sein, gewundene Strukturen, die mit Gletschern in Verbindung stehen.

Die „Mauern“ der Inkastadt sind Teil eines großen Kreises mit einem Durchmesser von 86 km. Daher vermuten Wissenschaftler, dass sich die „Stadt“ in einem großen Krater befindet, der selbst durch einen Steinschlag aus dem Weltraum auf die Planetenoberfläche entstanden ist. Durch diesen Einschlag entstanden wahrscheinlich Risse in der umliegenden Ebene, die dann durch aufsteigende Lava gefüllt wurden und seitdem im Laufe der Zeit abgetragen wurden.

Blick auf die Inkastadt auf dem Mars

Zum mittleren Teil des Bildes hin verändert sich die Landschaft etwas: Es erscheinen große runde und ovale Locken, die einen Marmoreffekt erzeugen. Es wird angenommen, dass dieser Effekt auftritt, wenn sich geschichtete Ablagerungen mit der Zeit abnutzen.

Rechts von der Bildmitte befinden sich mehrere markante Hügel mit steilen Hängen und flachen Gipfeln, die mehr als 1500 m über die Umgebung hinausragen. Sie entstehen, wenn weicheres Material im Laufe der Zeit durch Wind, Wasser oder Eis erodiert wird und härteres Material zurückbleibt, aus dem diese Hügel entstehen. Der Boden ist zunehmend mit glattem, leichtem Staub bedeckt. Hier sind einige Spuren von „Spinnen“ zu sehen, die über das Plateau verstreut sind und sich zwischen verschiedenen Schluchten und Senken verstecken.

Methan im Gale-Krater verhält sich auf unerwartete Weise

Lebewesen produzieren den größten Teil des Methans auf der Erde. Aber Wissenschaftler haben keine überzeugenden Anzeichen für modernes oder antikes Leben auf dem Mars gefunden und haben daher nicht damit gerechnet, dort Methan zu finden. Das tragbare Chemielabor an Bord von Curiosity, bekannt als SAM (Sample Analysis on Mars), hat jedoch regelmäßig Spuren des Gases nahe der Oberfläche des Gale-Kraters entdeckt, dem einzigen Ort auf der Marsoberfläche, an dem bisher Methan nachgewiesen wurde. Wissenschaftler gehen davon aus, dass seine wahrscheinliche Quelle geologische Mechanismen sind, an denen Wasser und Gestein tief im Untergrund beteiligt sind.

Wenn das die ganze Geschichte wäre, wäre es einfach. SAM stellte jedoch fest, dass sich Methan im Gale-Krater auf unerwartete Weise verhält. Es erscheint nachts und verschwindet tagsüber. Es schwankt je nach Jahreszeit und erreicht teilweise 40-mal höhere Werte als normal. Überraschenderweise reichert sich Methan auch nicht in der Atmosphäre an: Der ExoMars Trace Gas Orbiter der ESA (Europäische Weltraumorganisation), der speziell zur Untersuchung von Gas in der Atmosphäre zum Mars geschickt wurde, konnte kein Methan entdecken.

Monde des Mars

Warum erkennen einige wissenschaftliche Instrumente Methan auf dem Roten Planeten und andere nicht? Methan beschäftigt Marswissenschaftler mit Laborarbeiten und Computermodellierungsprojekten, die erklären sollen, warum sich das Gas seltsam verhält und nur im Gale-Krater vorkommt. Ein NASA-Forschungsteam hat kürzlich einen interessanten Vorschlag gemacht.

In einem Artikel im März im Journal of Geophysical Research: Planets schlug das Team vor, dass Methan – egal wie es produziert wird – unter verfestigtem Salz eingeschlossen sein könnte, das sich im Mars-Regolith, einem „Boden“ aus gebrochenem Gestein, bilden könnte und Staub. Wenn die Temperaturen in den wärmeren Monaten oder zu wärmeren Tageszeiten ansteigen und die Abdichtung geschwächt wird, kann Methan austreten.

Forscher unter der Leitung von Alexander Pavlov, einem Planetenforscher am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, spekulieren, dass das Gas auch in Stößen austreten könnte, wenn Dichtungen unter dem Druck beispielsweise eines überfahrenden Rovers von der Größe eines kleinen SUV brechen Es. Die Hypothese des Teams könnte helfen zu erklären, warum Methan nur im Gale-Krater nachgewiesen wird, sagte Pavlov, da es sich um einen von zwei Orten auf dem Mars handelt, an denen der Roboter umherstreift und in die Oberfläche bohrt. (Ein anderer Roboter erkundet den Jezero-Krater, der Perseverance-Rover der NASA, obwohl dieser Rover nicht über ein Methan-Erkennungsinstrument verfügt.)

Hera in der Nähe des Mars

Pavlov führt die Ursprünge dieser Hypothese auf ein unabhängiges Experiment zurück, das er 2017 durchgeführt hat und bei dem Mikroorganismen in künstlichem Mars-Permafrost (gefrorener Boden) gezüchtet wurden, der wie ein Großteil des Mars-Permafrosts mit Salz gefüllt war. Pavlov und seine Kollegen testeten, ob als Halophile bekannte Bakterien, die in Salzseen und anderen salzreichen Umgebungen auf der Erde leben, unter ähnlichen Bedingungen auf dem Mars gedeihen könnten.

Die Ergebnisse des Mikrobenwachstums seien nicht schlüssig, sagte er, aber die Forscher bemerkten etwas Unerwartetes: Die oberste Bodenschicht bildete eine Salzkruste, als das salzige Eis von einem Feststoff in einen Gaszustand sublimierte und Salz zurückließ.

„Wir haben damals nicht viel darüber nachgedacht“, sagte Pawlow, aber er erinnerte sich an die Bodenkruste im Jahr 2019, als das abstimmbare Laserspektrometer von SAM einen Methanausbruch entdeckte, den sich niemand erklären konnte. Zu diesem Zeitpunkt begannen er und sein Team, die Bedingungen zu testen, unter denen sich verhärtete Salzdichtungen bilden und reißen können.

Mars, gesehen vom oberen „Asteroidendeck“ von Hera

Pavlovs Team testete fünf Permafrostproben, die mit unterschiedlichen Konzentrationen eines Salzes namens Perchlorat gefüllt waren, das auf dem Mars weit verbreitet ist. Heutzutage gibt es im Gale-Krater wahrscheinlich keinen Permafrost mehr, aber Verdichtungen könnten sich schon vor langer Zeit gebildet haben, als Gale kälter und eisiger war. Die Wissenschaftler setzten jede Probe in der Mars-Simulationskammer der NASA Goddard unterschiedlichen Temperaturen und Luftdrücken aus.

In regelmäßigen Abständen injizierte Pawlows Team Neon, ein Analogon von Methan, unter eine Bodenprobe und maß den Druck des Gases darunter und darüber. Ein höherer Druck unter der Probe führte dazu, dass das Gas eingeschlossen wurde. Die Versiegelung bildete sich schließlich unter Marsbedingungen innerhalb von 3–13 Tagen nur in Proben mit Perchloratkonzentrationen zwischen 5 % und 10 %.

Dies ist eine viel höhere Salzkonzentration als Curiosity im Gale-Krater gemessen hat. Aber der dortige Regolith ist reich an einer anderen Art von Salzmineralien, den sogenannten Sulfaten, die Pavlovs Team als nächstes testen will, um zu sehen, ob sie auch Robben bilden können.

Der Rover Curiosity kam in einer Region an, die vermutlich durch das austrocknende Klima des Mars entstanden ist. Die Verbesserung unseres Verständnisses der Methanbildungs- und -zerstörungsprozesse auf dem Mars ist eine wichtige Empfehlung des 2022 Planetary Mission Senior Review der NASA, und theoretische Arbeiten wie die von Pavlov sind für diese Bemühungen von entscheidender Bedeutung. Wissenschaftler sagen jedoch, dass sie auch konsistentere Methanmessungen benötigen.

Deimos in hoher Auflösung

SAM erkennt Methan nur ein paar Mal im Jahr, da es die restliche Zeit mit seiner Hauptaufgabe beschäftigt ist – dem Bohren von Proben von der Oberfläche und der Analyse ihrer chemischen Zusammensetzung.

„Methanexperimente sind ressourcenintensiv, daher müssen wir bei der Entscheidung, sie durchzuführen, sehr strategisch vorgehen“, sagte Charles Malespin von Goddard, der Hauptforscher von SAM.

Um jedoch zu testen, wie oft Methanspitzen auftreten, ist eine neue Generation bodengestützter Instrumente erforderlich, die den Methanspiegel an vielen Orten auf dem Mars kontinuierlich messen, sagen Wissenschaftler.

„Einige der Arbeiten an Methan müssen künftigen bodengestützten Raumfahrzeugen überlassen werden, die sich stärker auf die Beantwortung dieser spezifischen Fragen konzentrieren werden“, sagte Vasavada.

Schluchten und Wolken auf dem Mars

Mars Express erreichte Ende 2003 den Mars und vollendete am 19. Oktober 2023 seine 25.000ste Umlaufbahn. In den zwei Jahrzehnten seit seiner Ankunft hat der Orbiter unser Verständnis des Planeten völlig verändert. Es kartierte die Atmosphäre vollständiger als je zuvor, verfolgte die Geschichte des Wassers auf der Marsoberfläche, untersuchte zwei kleine Marsmonde in beispielloser Detailliertheit und lieferte atemberaubende Ansichten des Planeten in drei Dimensionen.

Dieser neue Look ist keine Ausnahme. Der Fokus liegt auf der Tharsis-Region, die etwa ein Viertel der Planetenoberfläche bedeckt und die Heimat der berühmten Marskolossalervulkane ist. Hier können Sie viele Vulkane sehen: Olympus, Arsia, Pavonis und Askrey Mons sowie Jovis, Byblis und Ulysses Tolus. Der Olymp ist der größte und erreicht eine Höhe von fast 22 km (im Vergleich zum Mount Everest, der hier auf der Erde 8,8 km hoch ist).

So faszinierend sie auch sind, die Vulkane des Mars sind bei weitem nicht die einzige interessante Sehenswürdigkeit, die es hier zu sehen gibt. Interessanterweise hat Mars Express auch einen Überraschungsbesucher auf dem größten Marsmond, Phobos, eingefangen, der als dunkler Fleck in der unteren linken Ecke zu sehen ist. Nach Maßstäben des Sonnensystems befindet sich Phobos sehr nahe am Mars und umkreist die Marsoberfläche nur 6.000 km. Zum Vergleich: Unser Mond ist etwa 385.000 km von der Erdoberfläche entfernt.

Die zerklüfteten, rissigen Schluchten von Noctis‘ Labyrinth, die Mars Express bereits mehrmals gesehen hatte, unter anderem während eines gerenderten Vorbeiflugs, sind auch unter den drei Vulkanen zu sehen, die das Bild zerlegen. Der große Erdrutsch von Lycus Sulci ist nördlich des Olymp zu sehen, ebenso wie die Vertiefungen und Täler der Tantalus-Grube oben rechts. Diese Merkmale wurden zuvor von Mars Express untersucht.

Einige interessante Wettermerkmale sind am unteren Rand des Bildes zu sehen, wo ein blauer Farbton diese sandfarbene Szene durchdringt. Die bunten Streifen sind die Wolken: ein kleines helles Wolkenband auf der rechten Seite und schwankende „Leeward Wave“-Wolken auf der linken Seite. Leewellenwolken entstehen, wenn Luftströmungen um ein Hindernis im darunter liegenden Gelände, beispielsweise einen Hügel, strömen und an Geschwindigkeit gewinnen. Die Luft bildet dann auf der geschützten (leeseitigen) Seite des Bergrückens eine wellenartige Struktur.

Eine Gruppe europäischer Wissenschaftler hat die detaillierteste geologische Karte von Oxia Planum veröffentlicht

Ein Team europäischer Wissenschaftler hat die bisher detaillierteste geologische Karte von Oxia Planum veröffentlicht, dem Landeplatz des ESA-Rover Rosalind Franklin auf dem Mars. Dieser genaue Blick auf die Geographie und geologische Geschichte des Gebiets wird dem Rover dabei helfen, das einst wasserreiche Gelände nach Spuren vergangenen und gegenwärtigen Lebens zu erkunden.

Die Karte verschafft Wissenschaftlern einen Vorsprung, bevor Rosalind Franklin im Jahr 2030 dort landet. Im Laufe der vierjährigen Arbeit hat die Karte 15 Merkmale mit besonderen geologischen Merkmalen identifiziert, die dabei helfen könnten, zu entscheiden, wie der Rover das Gebiet erkundet, seine Umgebung interpretiert und versucht, Beweise zu sammeln. primitives Leben.

Oxia Planum liegt in der Nähe des Marsäquators und enthält Sedimentablagerungen, die fast vier Milliarden Jahre alt sind. Im geologischen Maßstab wird dies der älteste Landeplatz sein, der von einem Rover besucht wird. Die Region ist reich an Tonmineralien, die in der Gegenwart von Wasser entstehen. Diese Steine ​​eignen sich ideal zur Bewahrung von Zeugnissen frühester Lebensformen. Dies macht es zu einem großartigen Ort, um nach Hinweisen darauf zu suchen, ob auf dem Roten Planeten einst Leben existierte.

Rosalind Franklin Mars-Rover-Mission

Während des COVID-Shutdowns startete das Forschungsteam von Rosalind Franklin ein Online-Schulungsprogramm für etwa 80 Freiwillige, um den von ihnen gewählten Landeplatz zu kartieren. Die Arbeiten wurden in 134 Abschnitte von je einem Quadratkilometer unterteilt, damit das Team die geplante Landezone vollständig abdecken konnte. Die Wissenschaftler verwendeten ein webbasiertes System, das es allen ermöglichte, parallel an der Karte zu arbeiten. Die Software wurde vom Jet Propulsion Laboratory der NASA bereitgestellt und bei der ESA installiert.

Die Daten stammen vom Color and Stereo Surface Imaging System (CaSSIS) an Bord des ExoMars Trace Gas Orbiter und mehreren Instrumenten des Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) der NASA, darunter die HiRISE-Kamera, die Bilder aus der Marsumlaufbahn mit einer Auflösung von 25 cm pro Pixel liefert .

Anschließend führten die Kartierungsmanager Informationen aus allen Gebieten zusammen, um eine zusammenhängende Karte zu erstellen, die die Geologie des Landeplatzes in beispielloser Detailliertheit zeigt. Die Karte umfasst die wichtigsten Grundgesteinstypen sowie verschieden geformte Strukturen wie Grate und Krater. Es enthält sogar Material, das oben liegt, etwa vom Wind verweht oder über weite Strecken geschleudert wird, wenn Meteoriten auf die Oberfläche treffen.

Das Ergebnis ist die höchstaufgelöste Karte von Oxia Planum im Maßstab 1:25.000, wonach jeder Zentimeter auf der Marsoberfläche 250 Metern entspricht. Rosalind Franklins durchschnittliche Laufleistung von 25 bis 50 Metern pro Tag würde auf der Karte ein bis zwei Millimeter betragen.

Die Karte wurde im Journal of Maps zusammen mit einer wissenschaftlichen Arbeit veröffentlicht, die Beobachtungen und Interpretationen jeder geologischen Einheit enthält, und bald wird eine zweite Veröffentlichung folgen, in der untersucht wird, was diese geologischen Einheiten für die Vorstellungen der Wissenschaftler über die Umwelt des alten Mars bedeuten war wie.

Geologische Karte von Oxia Planum

Während der Übung machten sich Wissenschaftler verschiedener Gruppen mit der Geologie und Geographie des Landeplatzes vertraut, einige Jahre bevor der Rover seinen Betrieb auf dem Mars aufnahm. Das Wissenschaftsteam von Rosalind Franklin hat nun eine bessere Vorstellung von potenziellen Wissenschaftsstandorten, der Art des Geländes, auf das der Rover stoßen wird, und einigen der Gefahren auf seinem Weg.

Der ESA-Rover Rosalind Franklin ist dafür ausgerüstet, mithilfe seiner Bohr- und Wissenschaftsinstrumente nach Beweisen für vergangenes und gegenwärtiges Leben auf dem Mars zu suchen. Dies wird es Wissenschaftsteams auf der Erde ermöglichen, Strategien für Rosalind Franklins tägliche Expeditionen zum Mars zu planen und dabei den besten Standort für Bohrungen in der rauen Strahlungsumgebung und den täglichen Schwankungen der Oberflächentemperatur zu bestimmen.

Rosalind Franklin wird der erste Rover sein, der zwei Meter unter der Oberfläche bohrt, Proben dort sammelt, wo Biosignaturen mit größerer Wahrscheinlichkeit als an der Oberfläche verbleiben, und sie in seinem Bordlabor analysiert.

Magnetfeld des Mars und Sonnenstrahlung

Die Sonne tritt in eine Periode höchster Aktivität ein, die als Sonnenmaximum bezeichnet wird und etwa alle 11 Jahre auftritt. Während des Sonnenmaximums ist die Sonne besonders anfällig für Feuer-„Wutanfälle“ in verschiedenen Formen, darunter Sonneneruptionen und koronale Massenauswürfe, die Strahlung tief in den Weltraum schleudern. Wenn eine Reihe solcher Sonnenereignisse auftritt, spricht man von einem Sonnensturm.

Das Erdmagnetfeld schützt unseren Heimatplaneten weitgehend vor den Auswirkungen dieser Stürme. Aber der Mars hat sein globales Magnetfeld schon lange verloren, was den Roten Planeten anfälliger für energiereiche Teilchen der Sonne macht. Wie intensiv ist die Sonnenaktivität auf dem Mars? Forscher hoffen, dass das aktuelle Sonnenmaximum ihnen eine Chance gibt, das herauszufinden. Bevor die Raumfahrtbehörden Menschen dorthin schicken, müssen sie unter anderem klären, welchen Strahlenschutz die Astronauten benötigen.

Dieser vom Solar Dynamics Observatory der NASA aufgezeichnete koronale Massenauswurf brach am 31. August 2012 auf der Sonne aus, bewegte sich mit mehr als 900 Meilen pro Sekunde und sandte Strahlung tief in den Weltraum. Das Magnetfeld der Erde schützt sie vor Strahlung, die durch Sonnenereignisse wie dieses verursacht wird, während der Mars keinen solchen Schutz hat. NASA/GFSC/SDO

„Für Menschen und Objekte auf der Marsoberfläche haben wir keine klare Vorstellung davon, welche Auswirkungen die Strahlung während der Sonnenaktivität hat“, sagte Shannon Curry vom Labor für Atmosphären- und Weltraumphysik an der University of Colorado Boulder . Curry ist der leitende Forscher des NASA-Orbiters MAVEN (Martian Atmosphere and Unstable Evolution), der vom NASA Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, verwaltet wird. „Eigentlich würde ich dieses Jahr wirklich gerne ein ‚großes Ereignis‘ auf dem Mars sehen – ein großes Ereignis, das wir untersuchen können, um die Sonnenstrahlung besser zu verstehen, bevor Astronauten zum Mars fliegen.“

MAVEN beobachtet Strahlung, Sonnenpartikel und mehr von oberhalb des Mars. Die dünne Atmosphäre eines Planeten kann die Intensität der Partikel beeinflussen, wenn sie die Oberfläche erreichen, und hier kommt der Curiosity Rover der NASA ins Spiel. Daten des Radiation Assessment Detector (RAD) von Curiosity haben Wissenschaftlern geholfen zu verstehen, wie Strahlung kohlenstoffbasierte Moleküle zerstört. an der Oberfläche, ein Prozess, der Einfluss darauf haben könnte, ob dort noch Spuren uralten mikrobiellen Lebens verbleiben. Das Instrument gab der NASA auch eine Vorstellung davon, welchen Strahlenschutz Astronauten erwarten könnten, wenn sie Höhlen, Lavaröhren oder Felsen zum Schutz nutzen. Wenn ein Sonnenereignis auftritt, achten Wissenschaftler sowohl auf die Anzahl der Sonnenteilchen als auch auf deren Energie.

MAVEN der NASA und der Curiosity Rover der Agentur werden Sonneneruptionen und Strahlung auf dem Mars während des Sonnenmaximums untersuchen, der Zeit, in der die Sonne am aktivsten ist. NASA/JPL-Caltech/GSFC/SDO/MSSS/University of Colorado

„Man könnte eine Million Teilchen mit niedriger Energie oder zehn Teilchen mit extrem hoher Energie haben“, sagte RAD-Hauptforscher Don Hassler vom Büro des Southwest Research Institute in Boulder, Colorado. „Obwohl die MAVEN-Instrumente empfindlicher auf Instrumente mit niedrigerer Energie reagieren, ist RAD das einzige Instrument, das in der Lage ist, hochenergetische Instrumente zu beobachten, wie sie durch die Atmosphäre zur Oberfläche gelangen, wo sich Astronauten befinden könnten.“

Wenn MAVEN eine große Sonneneruption entdeckt, meldet das Orbiterteam dies dem Curiosity-Team, damit dieses Änderungen in den RAD-Daten überwachen kann. Beide Missionen könnten sogar Zeitreihen sammeln, die Veränderungen bis auf eine halbe Sekunde messen, wenn Partikel die Marsatmosphäre erreichen, mit ihr interagieren und schließlich auf die Oberfläche treffen.

Die MAVEN-Mission steht auch an der Spitze eines Frühwarnsystems, das andere Raumfahrzeugteams auf dem Mars darüber informiert, wann die Strahlungswerte zu steigen beginnen. Die Warnung ermöglicht es Missionen, Instrumente auszuschalten, die möglicherweise anfällig für Sonneneruptionen sind und die Elektronik und Funkkommunikation stören könnten.

Die Untersuchung des Sonnenmaximums trägt nicht nur zur Sicherheit von Astronauten und Raumfahrzeugen bei, sondern kann auch dazu beitragen, zu verstehen, warum sich der Mars vor Milliarden von Jahren von einer warmen, feuchten erdähnlichen Welt in die eisige Wüste verwandelt hat, die er heute ist. Der Planet befindet sich an dem Punkt seiner Umlaufbahn, an dem er der Sonne am nächsten ist, was die Atmosphäre erwärmt. Dies kann dazu führen, dass Staubstürme die Oberfläche bedecken. Manchmal verschmelzen Stürme und werden global.

Obwohl es auf dem Mars nur noch wenig Wasser gibt (hauptsächlich Eis unter der Oberfläche und an den Polen), zirkuliert ein Teil davon immer noch als Dampf in der Atmosphäre. Wissenschaftler fragen sich, ob globale Staubstürme dazu beitragen, diesen Wasserdampf freizusetzen und ihn hoch über den Planeten zu heben, wo die Atmosphäre bei Sonnenstürmen zerstört wird. Eine Theorie besagt, dass dieser Prozess, der sich über Jahrtausende hinweg oft genug wiederholte, erklären könnte, warum es auf dem Mars heute praktisch keine Seen oder Flüsse mehr und praktisch kein Wasser mehr gibt.

Wenn ein globaler Staubsturm gleichzeitig mit einem Sonnensturm auftreten würde, wäre dies eine Gelegenheit, diese Theorie zu testen. Wissenschaftler sind besonders begeistert, dass dieses besondere Sonnenmaximum zu Beginn der staubigsten Jahreszeit auf dem Mars auftritt, sie wissen aber auch, dass ein globaler Staubsturm ein seltenes Ereignis ist.

Warum die NASA ihre Missionen zum Mars regelmäßig einstellt

Etwa alle zwei Jahre erleben Erde und Mars eine kurze Zeitspanne, die sogenannte Sonnenkonjunktion, in der sich die beiden Planeten auf gegenüberliegenden Seiten der Sonne befinden. Im Durchschnitt ist der Mars etwa 140 Millionen Meilen entfernt, während einer Sonnenkonjunktion nimmt diese Entfernung jedoch zu. Diese Entfernung beträgt etwa 235 Millionen Meilen – etwa 2,5 Astronomische Einheiten (AE) von der Erde. Es handelt sich im Wesentlichen um eine kosmische Umkehrung der Marsopposition, bei der die Erde zwischen Mars und Sonne eingeklemmt ist (und der Planet von God of War am Nachthimmel besonders blutrünstig aussieht).

Die Sonne ist ein riesiger Interferenzball. Wenn Marsrover und Orbiter versuchen, Daten zur Erde zurückzusenden, können die Informationen durch geladene Teilchen von der Sonne gestört werden, was zu Lücken in den Daten führen kann. Das umgekehrte Szenario ist jedoch katastrophaler, da verwirrende Befehle der NASA zum Scheitern der Mission führen könnten.

Die NASA sucht nach einer neuen Möglichkeit, wertvolle Proben vom Mars zurück zur Erde zu bringen

Diese Proben werden vom Perseverance-Rover am Jezero-Krater auf dem Mars gesammelt, wo sich vor Milliarden von Jahren ein See- und Flussdelta befand. Die Gewinnung von Proben ist eines der wichtigsten wissenschaftlichen Ziele der NASA. Die Untersuchung von unberührtem Material vom Roten Planeten in gut ausgestatteten Labors auf der ganzen Welt könnte wichtige Informationen über den Mars liefern, darunter vielleicht auch die Frage, ob dort jemals Leben existierte, sagen NASA-Beamte.

Die Agentur nutzt seit einiger Zeit eine Mars Sample Return (MSR)-Architektur, aber wiederholte Verzögerungen und Kostenüberschreitungen haben den ursprünglichen Plan undurchführbar gemacht, sagten NASA-Beamte am 15. April.

„Das Fazit ist, dass 11 Milliarden US-Dollar zu teuer sind und die Rückgabe von Proben bis 2040 unannehmbar zu lange dauert“, sagte NASA-Administrator Bill Nelson heute Nachmittag in einem Telefonat mit Reportern.

Dieser Preis ist die höchste Schätzung, die von einem unabhängigen Expertengremium berechnet wurde, das seine Ergebnisse im vergangenen September veröffentlichte. Zur Veranschaulichung: In einer Studie vom Juli 2020 wurden die Gesamtkosten der MSR auf 2,5 bis 3 Milliarden US-Dollar geschätzt.

Der Perseverance-Rover der NASA machte dieses Selfie, während er eines der zehn Probenröhrchen betrachtete, die in dem von ihm erstellten Probenlager in einem Gebiet namens Three Forks aufbewahrt wurden. Dieses Bild wurde am 20. Januar 2023, dem 684. Marstag oder Sol der Mission, von der WATSON-Kamera am Roboterarm des Rovers aufgenommen. NASA/JPL-Caltech/MSSS

Das NASA-Team analysierte die September-Ergebnisse und stellte fest, dass die Agentur mit der vorhandenen Architektur erst im Jahr 2040 in der Lage sein würde, Perseverance-Proben zur Erde zu liefern. In dieser Schlussfolgerung wurden Gründe wie aktuelle Budgetbeschränkungen und der Wunsch angeführt, andere wissenschaftliche Bemühungen mit hoher Priorität, wie beispielsweise die Drohnenmission Dragonfly zum riesigen Saturnmond Titan, nicht zu zerstören.

Die aktuelle Architektur würde es übrigens ermöglichen, ein von der NASA gebautes Landemodul zum Jezero-Krater zu schicken. Dieser Lander hätte eine Rakete namens Mars Ascent Vehicle (MAV) und möglicherweise mehrere kleine Bergungshubschrauber mitgebracht, die dem bahnbrechenden Drehflügler Ingenuity der NASA ähneln.

Die Idee bestand darin, dass Perseverance seine Proben an den Lander liefern und sie dann in das MAV laden sollte. Möglicherweise haben auch Hubschrauber einen Teil dieser Ladearbeiten durchgeführt, insbesondere wenn Perseverance bei der Ankunft des Landers nicht in bester Verfassung war. Das MAV würde die Proben dann in die Umlaufbahn des Mars schicken, wo ein von der Europäischen Weltraumorganisation gebautes Raumschiff den Behälter auffangen und zur Erde zurückfliegen würde.

Doch die NASA sucht nun nach einem neuen Weg und versucht, die Kosten zu senken und Proben früher hierher zu bringen. Geld zu sparen wird den anderen wissenschaftlichen Projekten der Agentur zugute kommen, und eine Beschleunigung der Zeitpläne könnte der Agentur dabei helfen, bemannte Missionen zum Mars zu planen. Die NASA hat auch die Privatindustrie im Blick und die Agentur plant, einen Aufruf zur Einreichung neuer Ideen aus dem kommerziellen Sektor herauszugeben.