Dienstag, 20. November 2012

Marsmeteoriten offenbaren unterschiedliche Geschichte von Marswasser


Künstlerische Illustration des inneren Aufbaus des Mars (Illu.).
| Copyright: NASA/JPL-Caltech


Washington (USA) - Durch eine vergleichende Studie von Wasserstoff im Wasser im Innern von Meteoriten aus dem Marsinnern können US-Forscher zeigen, dass der Mars aus ähnlichen Grundbausteinen entstand wie die Erde, dass es jedoch offenkundige Unterschiede in der weiteren Entwicklung der beiden Planeten gab. Die Ergebnisse legen nahe, dass erdartige Planeten wie die Erde ähnliche Wasserquellen besitzen.

Wie die Forscher um Tomohiro Usui, Jianhua Wang und Conel Alexander in der aktuellen Ausgabe des Fachjournals "Earth and Planetary Science Letters" erläutern, wird Marsgestein, das flüchtige Elemente wie beispielsweise Wasser beinhaltet, jedoch nicht wie irdisches Gestein, im Planeteninneren recycled.

Während die heut noch vorhandenen Landschaftsmerkmale auf dem Mars zwar einen deutlichen Beweis für einst fließende Gewässer darstellen und Planetenwissenschaftler deshalb von einem warmen und feuchten frühen Mars ausgehen, konzentriert sich die wissenschaftlich-geologische Debatte auf die Frage, wie das Innere und die Kruste des Mars entstand und wie sie sich von denen der Erde unterscheiden.

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Um nun die Geschichte des Marswassers und anderer flüchtiger Elemente zu untersuchen, haben Wissenschaftler des Johnson Space Center der NASA, der Carnegie Institution und des Lunar and Planetary Institute die Wasserkonzentrationen und Zusammensetzung der Wasserstoff-Isotope im Innern von Kristallen in zwei bekannten Marsmeteoriten untersucht und miteinander verglichen. Die beiden sogenannten Shergottiten weisen zwar die selbe primitive Natur auf, doch ist einer der untersuchten Meteoriten reich an Elementen wie Wasserstoff, während der andere diese Inhaltsstoffe nur in geringen Mengen aufweist.

Beide Meteoriten beinhalten darin eingeschlossene basaltische Flüssigkeiten und stellen damit unverfälschte Proben unterschiedlicher flüchtiger Elemente der Umwelt des einstigen Mars dar. Ein Meteorit scheint sich auf seinem Weg vom Planetenmantel bis zur Oberfläche des Mars geringfügig verändert zu haben und weist nun eine ähnliche Isotopenzusammensetzung von Wasserstoff wie irdische Proben auf. Der andere Meteorit scheint sozusagen die Kruste des Mars beprobt zu haben und war offenbar in Kontakt mit der Marsatmosphäre.

Somit stellen die beiden Meteoriten Proben von zwei unterschiedliche Wasserquellen des Mars dar: Während der eine Meteorit Wasser aus dem tiefen Inneren und damit aus einer Zeit als sich der Planet noch in der Entstehung befand, mit sich führt, beinhaltet der andere Meteorit Proben der dünnen Kruste und der einstigen Atmosphäre.

"Es gibt überzeugende Theorien über die unterschiedliche Zusammensetzung von Marsmeteoriten", kommentiert Usui. "Aber bis zu unserer Studie gab es keine direkten Beweise dafür, dass primitive Mars-Lava auch Material von der Oberfläche des Mars beinhaltete."

Aus dem Umstand, dass sich aber die Zusammensetzung der Wasserstoff-Isotope in den beiden Meteoriten unterscheidet, schlussfolgern die Forscher, dass das Oberflächenwasser des Mars eine unterschiedliche geologische Historie besitzt als das Wasser im Innern des Planeten.

Am wahrscheinlichsten sei, dass atmosphärisches (Oberflächen-)Wasser seine leichteren Wasserstoff-Isotope in den Weltraum verloren und vornehmlich die schweren Isotope wie Deuterium behalten habe.

Die Vorstellung, dass der angereicherte der beiden untersuchten Meteoriten Wasser aus der Kruste und der Atmosphäre des Mars beinhaltet, würde auch dabei helfen, ein lange Zeit rätselhaftes und wichtiges Mysterium des Mars zu erklären: Stammen Marsmeteoriten, die reich an flüchtigen Elementen wie Wasser sind, aus dem entsprechend angereicherten Mantel oder wurde ihr Inhalt durch die Interaktion mit der Kruste des Planeten regelrecht überschrieben?

"Die Zusammensetzung der Wasserstoff-Isotope des Wassers im angereicherten Marsmeteoriten weist eindeutig daraufhin, dass es zu einer prägenden Interaktion mit der Kruste kam. Anhand dieser Probe können Wissenschaftler also mehr über diese Kruste als über den Planetenmantel des Mars erfahren", so Alexander. "Im Gegenzug verrät uns der andere analysierte Marsmeteorit sehr viel mehr Informationen über das Innere des Mars."

Auch die Konzentrationen von Wasser im Innern der untersuchten Meteoriten unterscheiden sich. Während der eine nur eine geringe Konzentration aufweist und damit belegt, dass das Innere des Roten Planeten vergleichsweise trocken ist , offenbart der andere angereicherten Basalt mit etwa der 10-fachen Mengen an Wasser und ermöglicht so eine Bestätigung der Vorstellung, dass die Marsoberfläche einst tatsächlich deutlich wärmer und feuchter war.

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Quelle: carnegiescience.edu
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