Donnerstag, 3. November 2011

NASA-Studie: Marsuntergrund war hunderte Millionen Jahre lang nass

Anhand von Kratern und geologischen Aufbrüchen auf dem Mars lassen sich im Untergrund verborgene Tonmineralien analysieren und bestimmen. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | NASA/JPL-Caltech/JHUAPL

Pasadena/ USA - Eine neuen NASA-Studie kommt zu der Einschätzung, dass die am längsten und dauerhaft lebensfreundlich gebliebene Umgebung auf dem Mars nicht auf der Oberfläche sondern unmittelbar im Untergrund des Roten Planeten zu finden war. Diese Einschätzung hat grundsätzliche Auswirkungen auf die Frage, ob es einst auf dem Mars Leben gegeben und wie sich die Marsatmosphäre verändert hatte.

Basierend auf einer neuen Auswertung von langjährigen mineralogischen Kartierungen von mehr als 350 Orten auf dem Mars durch Orbitalsonden von NASA und ESA kommen die Forscher um Bethany Ehlmann vom "California Institute of Technology" und am "Jet Propulsion Laboratory" der NASA (JPL) und John Mustard von der "Brown University" zu der Einschätzung, dass es auf der Marsoberfläche selbst nur für vergleichsweise kurze geologische Zeiträume Wasser in flüssiger Form gegeben hatte. Diese Perioden ereigneten sich erst am Ende einer hunderte Millionen Jahre andauernden Phase, während der warmes Wasser hingegen fortwährend mit Böden und Gestein im Untergrund interagiert hatte.

"Die Arten von Tonmineralien, die sich unmittelbar unterhalb der Oberfläche gebildet haben, sind überall auf dem Mars zu finden", erläutert Mustard, die Ergebnisse der Studie, die aktuell im Fachmagazin "Nature" veröffentlicht wurde. "Jene Arten, die sich auf der Oberfläche gebildet haben, finden sich hingegen nur an einer kleinen Anzahl von Orten auf dem Mars und sind zudem recht selten."

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Zum ersten Mal wurden Tonmineralien auf dem Mars 2005 entdeckt und deuteten seither für viele Wissenschaftler darauf hin, dass der Rote Planet im Gegensatz zu heute einst auch warme und feuchte Phasen durchlebt hatte. Sollten diese Bedingungen für genügend lange Zeiten auch auf der Oberfläche des Mars geherrscht haben, müsste der Mars damals aber auch eine deutlich dichtere Atmosphäre als heute gehabt haben, um etwa die Wassermengen vor dem Verdampfen ins All oder dem Zufrieren bewahrt zu haben. Aus diesem Grund suchen Wissenschaftler seither nach Hinweisen auf einen Prozess, durch den diese postulierte dichte Atmosphäre selbst nach und nach ins All entwichen sei konnte.

Die neue Studie stützt nun jedoch eine alternative Hypothese, nach der über geologische lange Zeiträume beständig warmes Wasser lediglich im Marsuntergrund zu finden war und die zahlreichen geologischen Strukturen, die dennoch gewaltige Wassererosion an und auf der Oberfläche des Planeten belegen, lediglich während vergleichsweise kurzer Perioden entstanden sind, während derer es auch auf der Oberfläche des Roten Planeten große Wassermengen in flüssiger Form gab.

"Doch auch wenn es an der Oberfläche nur für vergleichsweise kurze Zeit lebensfreundliche Habitate gab, bedeutet dies nicht, dass die Aussichten für Leben auf dem Mars damit schlechter geworden sind", kommentiert Ehlmann die Schlussfolgerungen der aktuellen Studie. "Aber es sagt uns, nach welcher Art von potentiell lebensfreundlicher Umgebung wir suchen sollten: Die langfristig stabilsten Habitate auf dem Mars fanden sich offenbar nicht an der Oberfläche, sondern im Untergrund. Auch auf der Erde gibt es unterhalb der Erdoberfläche geothermale Umgebungen mit aktiven Ökosystemen."

Tonmineralien, die sich dort bilden, wo das Verhältnis von mit dem Gestein wechselwirkenden Wassers gering ist, behalten grundsätzlich die gleiche chemischen Elemente bei, wie jene, die im ursprünglichen vulkanischen Gestein gefunden werden, das dann erst später von Wasser verändert wurde.

Die Studie interpretiert die Daten derart, dass es genau diese Art der Eisen- und Magnesiumtone ist, die an den meisten der untersuchten Orte vorgefunden wurden. Im Gegensatz dazu wiesen Umgebungen auf der Oberfläche deutlich größere Mengen an Wasser auf, die das Gestein sehr viel weitreichender verändern konnten. Lösliche Elemente wurden hier vom Wasser weggeschwemmt und es haben sich gänzlich andere Tonmineralien gebildet.

Ein weiterer Hinweis auf die Interpretation der aktuellen Datenauswertung durch Ehlmann und Mustard ist der Nachweis eines Minerals mit dem Namen Prehnit, das sich nur bei Temperaturen von mehr als 200 Grad Celsius bildet. Diese Temperaturen seien sehr viel typischer für hydrothermale Umgebungen unterhalb der Oberfläche als für Oberflächengewässer.

"Unsere Interpretation stellt eine Abkehr von der Vorstellung dar, dass die einst warme und nasse Umgebung vornehmlich auf der Oberfläche des Mars zu finden war. Stattdessen schlagen wir vor, dass sich diese Umweltbedingungen vornehmlich unterhalb der Oberfläche fanden und dies mit nur einigen wenigen Ausnahmen", erläutert ein weiterer Mitautor, Scott Murchie vom "Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory", die Auslegung der Untersuchungsergebnisse.

Eine dieser Ausnahmen könnte der Marskrater Gale darstellen, in dem die mobile Landeeinheit "Curiosity" der noch in diesem Monat anvisierten "Mars Science Laboratory"-Mission landen und nach Spuren von einstigem Wasser und Leben suchen soll. Auch die für 2013 geplanten "MAVEN"-Mission der NASA könnte die Interpretation der Forscher bestätigen oder widerlegen, wenn die Sonde spezifische Messungen der heutigen dünnen Atmosphäre durchführen soll, um anhand dieser Daten Rückschlüsse auf die Geschichte des Planeten ziehen zu können (...wir berichteten).

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