Dienstag, 12. Februar 2013

Antarktischer Salzteich weckt Hoffnung auf heute noch flüssige Gewässer auf dem Mars

Eine Kamera dokumentiert die Veränderungen auf, im und um den Don-Juan-Pond in den antarktischen McMurdo Trockentälern. | Copyright: Geological Sciences/Brown University 

Providence (USA) - Der-Don-Juan Pond, ein Salzteich in den McMurdo Trockentälern der Antarktis, gehört wohl zu den ungewöhnlichsten Gewässern auf der Erde. Der weltweit höchste Salzgehalt macht es möglich, dass das Wasser des Don Juan trotz niedrigster Temperaturen in der sonstigen Frostwüste flüssig bleibt. Bislang war jedoch gänzlich unbekannt, woher genau sowohl das Wasser als auch der Salzgehalt des Teiches stammt. Eine Langzeitbeobachtung des Tümpels mit Überwachungskameras konnte diese Rätsel nun lösen und weckt zugleich Hoffnungen, dass es auch auf dem Mars heute noch ähnlich flüssige Gewässer geben könnte - in denen auch Leben möglich wäre.

Anhand der Zeitrafferaufnahmen in Kombination mit bereits vorhandenen Untersuchungsdaten zum Don-Juan-Pond können die Forscher um James Dickson und James Head von der Brown University, Joseph Levy von der Oregon State University und David Marchant von der Boston University nun belegen, dass das Wasser von dem den Teich direkt umgebenden salzhaltigen Böden selbst aus der Atmosphäre gesaugt wird und dann - die Bestandteile aus dem stark salzhaltigen Boden gelöst - als Salzwasser in den Teich fließt. Zusammen mit entsprechenden Mengen Wassers aus geschmolzenem Schnee ist der Teich so in der Lage, selbst an einem der kältesten und trockensten Orte der Erde flüssig zu bleiben.

Da der Don Juan und seine Umgebung zahlreicher erstaunliche Übereinstimmungen mit der Marsoberfläche aufzeigen, könnte die Erkenntnis der aktuell im Fachmagazin "Scientific Reports" (Nature Publishing Group) veröffentlichten Studie auch Schlussfolgerungen über möglicherweise auch auf dem Roten Planeten heute noch existierende Gewässer zulassen, in denen sich dann vielleicht auch heute noch aktives oder einstiges Leben nachweisen lassen könnte.


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Insgesamt bestehen die erstellten Zeitrafferaufnahmen aus 16.000 Einzelbildern.
Diese zeigen zum einen, dass der Wasserstand des Teiches periodisch übereinstimmend mit der täglichen Höchsttemperatur ansteigt. Aus diesem Umstand schließen die Forscher, dass dieser Anstieg teilweise auf in der Mittagssonne schmelzenden Schnee zurückzuführen ist - die Nachschubquelle für Frischwasser.

Wasser fließt mit Erreichen der täglichen Höchsttemperaturen in den Don Juan ein

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Zum anderen zeigen lockere Sedimente an der westlichen Flanke des Teiches, die für ihren hohen Gehalt an Kalziumchloridsalzen bekannt sind, dunkle fingerartigen Streifenkanäle, die durch Feuchtigkeit im Boden immer dann entstehen, wenn auch der Feuchtigkeitsgehalt der Luft seinen Höchstwert erreicht. Ähnliche "Finger" können zudem am Nordrand des Teichs beobachtet werden.

Die hygroskopische Eigenschaft des Salzhaltigen Boden lässt mit erreichen vergleichsweise hoher Luftfeuchtigkeit dunkle fingerartige Kanäle als Salzwasserzuflüsse in den Don Juan entstehen

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Diese dunklen Streifen entstehen, indem die Salze im Boden Feuchtigkeit aus der Luft absorbieren - eine Eigenschaft des Boden, die als Hygroskopie bezeichnet wird. Sobald die Salze auf diese Weise genügend Wasser aufgenommen haben, tröpfeln sie durch den losen Grund nach unten, bis sie die Permafrostschicht im Untergrund erreichen. Hier verbleiben sie, bis sie von einem der wenigen Schmelzwasserrinnsale entlang des sich dunkel abzeichnenden Kanals in den Teich fließen.



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Die Beobachtungen und die nachgewiesene direkte Verbindung zu den Temperatur- und Feuchtigkeitswerten widerlegen die seit der Entdeckung des Don Juan im Jahre 1961 gehegte Erklärung, der Tümpel werde vornehmlich aus dem Untergrund aufrechterhalten, da die Aufnahmen hierfür keinerlei Hinweise liefern.

Ähnliche, sich periodisch ausbreitende dunkel verfärbte Kanäle kennen Wissenschaftler auch von Aufnahmen der Marsoberfläche, wo sie an Kraterrandhängen beobachtet werden können. Auch hier gilt es mittlerweile als erwiesen, dass es sich um abfließende Sole, also stark salzhaltiges Schmelzwasser handelt (...wir berichteten).

Vor diesem Hintergrund nähren auch die Beobachtungsergebnisse zum Don-Juan-Pond gemeinsam mit dem Umstand, dass alle seine "Zutaten", die den Don Juan flüssig halten (Feuchtigkeit, Mineralsalze, lose Böden usw.), auch auf dem Mars vorhanden sind, die Hoffnung, dass ähnliche Teiche auch heute noch auf dem Roten Planeten existieren könnten. Von besonderer Bedeutung für möglicherweise heute noch auf dem Mars vorhandene flüssige Gewässer, ist vor allem die Erkenntnis, dass der Don Juan sozusagen unter Marsbedingungen kein Grundwasser benötigt um sein Wasserniveau und die Flüssigkeit zu halten.


8-Bild-Animation belegt die sich ausweitenden Spuren im Sand des Horowitz-Kraters. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona
 

Zwar glauben die Forscher nicht, dass es heute noch genügend Wasser gibt, um neue derartige Salzteiche zu bilden. Dennoch könnte einstiges flüssiges Marswasser die Grundlage für Don-Juan-artige Teiche auf dem Mars gebildet haben.

"Der Don Juan ist ein Teich in einem geschlossenen Becken und auch auf dem Mars gibt es hunderte vergleichbarer Becken", erläutert Head. "Was wir also in der Antarktis gefunden haben, könnte ein Aufschlüsse darüber liefern, wie Seen einst auf dem frühen Mars funktioniert haben, aber auch darüber, wie Feuchtigkeit auch heute noch auf der Marsoberfläche fließt."

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