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Freitag, 26.05.2017
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Rätsel um Mars-Polygone gelöst

Verdunstung von durch Meteoriteneinschläge entstandenen Seen schufen Trockenrisse

Viele Krater auf dem Mars weisen Netzwerke von gigantischen, vieleckigen Schollen auf. Jetzt haben Forscher sie als Trockenrisse und damit Spuren verdunsteter Seen identifiziert. Diese entstanden offenbar nicht in der warmen-feuchten Mars-Ära, sondern auch später noch – durch die Hitze beim Einschlag von Meteoriten.
Polygone auf dem Mars.

Polygone auf dem Mars.

Sowohl die MOC-Kamera an Bord der Sonde Mars Global Surveyor als auch die HiRISE-Kamera auf dem Mars Reconnaissance Orbiter haben immer wieder Bilder geliefert von seltsam eckigen, sich überlagernden Rissmustern am Grund einiger Einschlagskrater auf dem Mars. Diese so genannten Polygone maßen zwischen 70 und 140 Metern, in den sie bildenden Rissen klaffte der Untergrund zwischen einem und zehn Metern auseinander. Was konnte diese großen Strukturen erzeugt haben? Waren es plötzliche Temperaturveränderungen im Permafrostboden, wie einige Forscher zunächst annahmen?

Polygone zu groß für rein thermische Prozesse


Ramy El Maarry vom Max-Planck Institut für Sonnensystemforschung in Katlenburg-Lindlau ging der Sache auf den Grund. Er untersuchte die Rissnetzwerke in 266 Einschlagskratern auf der Marsoberfläche und erfasste dabei Polygone von bis zu 250 Metern Durchmesser. Mit Hilfe eines von ihm entwickelten analytischen Modells simulierte er Risse, wie sie bei einer Abkühlung des Marsbodens durch thermische Spannungen entstehen und vermaß deren Tiefe und Abstände.

Trockenrisse auf der Erde (links) und auf dem Mars (rechts).

Trockenrisse auf der Erde (links) und auf dem Mars (rechts).

Trockenrisse durch Verdunstung entstanden


Es zeigte sich, dass solche durch thermische Kontraktion entstandenen Polygone maximal Durchmesser von rund 65 Metern erreichen – viel kleiner als die Strukturen, die in den Marskratern zu finden sind. „Ich wurde ganz aufgeregt als ich sah, dass die Polygone der Kraterböden zu groß waren um durch thermische Prozesse entstanden zu sein”, erklärt El Maarry. „Ich sah auch, dass sie den Trockenrissen in ausgetrockneten Seen auf der Erde glichen. Die Spannungen, die entstehen, wenn Flüssigkeiten verdunsten, kann tiefe Risse und Polygone in dem Maßstab erzeugen, wie ich sie in den Kratern gesehen habe.“


Meteoriteneinschlag schuf Seen


Aber wann könnte solche Seen in den Kratern existiert haben? Zwar hatte der Mars eine wärmere und feuchtere Klimaphase, in der viele Seen und Flüsse seine Oberfläche bedeckten, diese Ära ist aber schon rund 3,8 Milliarden Jahre her. Nach Ansicht von El Maarry aber könnten die Polygone und die sie verursachenden Seen auf der Mars-Nordhalbkugel weitaus jüngeren Ursprungs sein.

„Wenn ein Meteorit in die Marsoberfläche einschlägt, kann die dabei entstehende Hitze Eis schmelzen, das unter der Kruste gefangen ist und ein so genanntes hydrothermales System erzeugen“, so El Maarry. „Flüssiges Wasser kann den Krater füllen und einen See bilden, der von einer dicken Eisschicht bedeckt ist.“ Selbst unter den heutigen klimatischen Bedingungen, so postuliert der Forscher, würde es tausende von Jahren dauern, bis diese Impaktseen verdunstet und verschwunden sind. Ihr langsames Austrocknen würde Trockenriss-Strukturen erzeugen, dass den beobachteten Polygonen gleicht.
(Europlanet Research Infrastructure (RI), 18.09.2009 - NPO)
 
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