Curiosity findet Belege für eine frühe Oase auf dem Mars

Risse im Fels Old Soaker könnten durch die Austrocknung einer Schlammschicht vor mehr als drei Milliarden Jahren entstanden sein. (Credits: NASA / JPL-Caltech / MSSS)
Risse im Fels Old Soaker könnten durch die Austrocknung einer Schlammschicht vor mehr als drei Milliarden Jahren entstanden sein. (Credits: NASA / JPL-Caltech / MSSS)

Wenn man 3,5 Milliarden Jahre in die Vergangenheit reisen könnte, wie würde der Mars aussehen? Dieses Bild entwickelt sich weiter, seit Forscher mit dem NASA-Marsrover Curiosity arbeiten.

Man stelle sich Tümpel auf dem Boden des Gale-Kraters vor, dem 150 Kilometer großen, urzeitlichen Einschlagbecken, das von Curiosity erkundet wird. Ströme könnten die Kraterwände hinabgestürzt und in Richtung Zentrum geflossen sein. Wenn man die Geschichte im Zeitraffer betrachtet, könnte man diese Wasserwege überfluten und dann austrocknen sehen – ein Kreislauf, der sich im Zeitraum von Millionen Jahren wahrscheinlich zahlreiche Male selbst wiederholte.

Das ist die Landschaft, die von Mitgliedern des Curiosity-Teams in einer am 7. Oktober 2019 veröffentlichten Abhandlung im Journal Nature Geoscience beschrieben wird. Die Autoren interpretieren die von Curiosity entdeckten, mineralsalzreichen Gesteine als Belege für seichte, salzige Tümpel, die periodisch überflutet wurden und austrockneten. Die Ablagerungen dienen als eine Art Wasserzeichen, das durch klimatische Veränderungen erschaffen wurde, als sich die Umgebung des Mars von einer feuchteren Umgebung in die gefrorene Wüste verwandelte, die er heute ist.

Wissenschaftler möchten verstehen, wie lange diese Wandlung dauerte und wann genau sie stattfand. Dieser neueste Anhaltspunkt könnte ein Hinweis auf kommende Entdeckungen des Curiosity-Rovers sein, der in Richtung einer Region namens “Sulfate-bearing Unit” fährt. Man vermutet, dass sie in einer noch trockeneren Umgebung entstand. Sie stellt einen deutlichen Unterschied zur Umgebung weiter unten am Berg dar, wo Curiosity Belege für dauerhafte Süßwasserseen fand.

Der Gale-Krater ist ein frühzeitliches Relikt eines gewaltigen Einschlags. Sedimente, die von Wasser und Wind getragen wurden, bedeckten letztendlich den Kraterboden Schicht für Schicht. Nach der Härtung der Sedimente gestaltete der Wind die Schichtgesteine durch Erosion in den Mount Sharp, den Curiosity heute befährt. Jetzt liegt jede Schicht an den Hängen des Berges frei und offenbart eine andere Ära der Geschichte des Mars und birgt Hinweise über die vorherrschende Umgebung zu der Zeit.

“Wir gingen zum Gale-Krater, weil er diese einzigartigen Aufzeichnungen eines sich verändernden Mars enthält”, sagte der Hauptautor William Rapin vom Caltech. “Zu verstehen, wann und wie sich das Klima des Planeten zu entwickeln begann, ist ein Teil eines anderen Rätsels: Wann und wie lang war der Mars fähig, mikrobielles Leben an seiner Oberfläche zu begünstigen?”

Er und seine Co-Autoren beschreiben Salze in einem 150 Meter hohen Sedimentabschnitt namens “Sutton Island”, der von Curiosity im Jahr 2017 untersucht wurde. Basierend auf einer Reihe von Rissen an einer Formation namens “Old Soaker” wusste das Team bereits, dass die Region trockenere Perioden erfahren hatte. Aber die Salze von Sutton Island sprechen dafür, dass das Wasser ebenfalls als Salzlake konzentriert war.

Wenn ein See komplett austrocknet, hinterlässt er normalerweise Stapel aus reinen Salzkristallen. Aber die Salze von Sutton Island sind anders: Erstens sind es Mineralsalze und kein Tafelsalz. Zweitens sind sie mit Sedimenten vermischt, was darauf hindeutet, dass sie in einer feuchten Umgebung kristallisierten – möglicherweise unterhalb von verdampfenden Tümpeln, die mit Salzwasser gefüllt waren.

Da die Erde und der Mars in ihren frühen Tagen ähnlich waren, spekuliert Rapin, dass Sutton Island den Salzseen in der Altiplano-Hochebene Südamerikas geglichen haben könnte, wo Ströme und Flüsse aus Bergregionen in dieses trockene, hochliegende Plateau flossen und zu geschlossenen Becken führten, die mit dem Gale-Krater vergleichbar sind. Seen auf dem Altiplano-Plateau werden stark vom Klima beeinflusst, so wie der Gale-Krater.

“Während trockeneren Perioden werden die Altiplano-Seen seichter und manche können komplett austrocknen”, sagte Rapin. “Die Tatsache, dass sie vegetationsfrei sind, lässt sie ein bisschen wie den Mars aussehen.”

Anzeichen für einen austrocknenden Mars

Die salzreichen Gesteine von Sutton Island sind nur ein Anhaltspunkt von mehreren, die das Team nutzte, um zusammenzusetzen, wie sich das Marsklima veränderte. Wenn es die gesamte Reise des Rovers betrachtet, die im Jahr 2012 begann, erkennt das Team einen Kreislauf von feucht zu trocken im Rahmen langer Zeitperioden auf dem Mars.

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Video-Link: https://youtu.be/Q-uAz82sH-E?list=PLTiv_XWHnOZpzQKYC6nLf6M9AuBbng_O8

“Während wir den Mount Sharp hinauffahren, sehen wir einen allgemeinen Trend von einer feuchteren Landschaft in eine trockenere”, sagte der Curiosity-Projektwissenschaftler Ashwin Vasavada vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena (Kalifornien). Das JPL leitet die Mars Science Laboratory Mission, zu der der Marsrover Curiosity gehört. Aber dieser Trend musste nicht zwangsläufig in einer linearen Weise auftreten. Viel wahrscheinlicher war es chaotischer mit trockeneren Perioden, wie wir sie bei Sutton Island sehen, gefolgt von feuchteren Perioden wie bei der “Clay-bearing Unit”, die Curiosity heute erforscht.

“Bis jetzt ist der Rover vielen flachen Sedimentschichten begegnet, die langsam auf dem Grund eines Sees abgelagert wurden”, sagte das Teammitglied Chris Fedo. Fedo arbeitet an der University of Tennessee und hat sich auf die Untersuchung von Sedimentschichten spezialisiert. Er betonte, dass Curiosity derzeit große Gesteinsstrukturen durchquere, die nur in einer Umgebung mit höherer Energie entstanden sein können, beispielsweise einer von Wind oder fließendem Wasser gestalteten Region.

Wind oder fließendes Wasser stapelt Sedimente in Schichten, die sich langsam neigen. Wenn sie zu Stein aushärten, werden sie zu größeren Strukturen wie der “Teal Ridge Formation”, die Curiosity im letzten Sommer erkundete.

“Das Auffinden von schiefen Sedimentschichten repräsentiert einen drastischen Wandel, wo die Landschaft nicht mehr vollständig unter Wasser liegt”, sagte Fedo. “Wir könnten die Ära der tiefen Seen hinter uns gelassen haben.”

Curiosity hat bereits weitere schiefe Schichten in der fernen Sulfate-bearing Unit erspäht. Das Forschungsteam plant, in den nächsten paar Jahren dorthin zu fahren und die vielen Gesteinsstrukturen dort zu untersuchen. Falls sie in trockeneren Umgebungen entstanden, die für eine lange Zeitperiode vorherrschten, dann könnte das bedeuten, dass die Clay-bearing Unit ein Zwischenstadium darstellt – ein Tor zur einer anderen Ära in der Wassergeschichte des Gale-Kraters.

“Wir können nicht sagen, ob wir in der Clay-bearing Unit Wind- oder Flussablagerungen sehen, aber wir können beruhigt sagen, dass es definitiv nicht das gleiche ist, was wir schon hatten oder was vor uns liegt”, sagte Fedo.

Quelle

(THK)

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