Spuren urzeitlicher Ozeanstrände auf dem Roten Planeten entdeckt

▲ Hypothetisches Bild des Mars vor 3,6 Milliarden Jahren. Die blauen Bereiche zeigen die Tiefe des Ozeans, der bis zur Küstenlinie des Urmeers aufgefüllt ist. Foto Robert Citron / UC Berkeley

Reuters

Zeitung „La Jornada“, Mittwoch, 26. Februar 2025, S. 6

Washington. Bodenradardaten des chinesischen Rovers Zhurong haben unter der Marsoberfläche Hinweise auf etwas enthüllt, das wie Sandstrände an der Küste eines großen Ozeans aussieht, der vor langer Zeit auf den nördlichen Ebenen des Mars existiert haben könnte.

Die Ergebnisse sind der jüngste Beweis dafür, dass der hypothetische Ozean namens Deuteronilus vor etwa 3,5 bis 4 Milliarden Jahren existierte, zu einer Zeit, als der heute kalte und öde Mars eine dichtere Atmosphäre und ein wärmeres Klima hatte.

Wissenschaftlern zufolge könnte ein Ozean aus flüssigem Wasser auf der Marsoberfläche ebenso wie die Urmeere auf der Erde lebende Organismen beherbergt haben.

Der Rover , der zwischen Mai 2021 und Mai 2022 im Einsatz war, legte etwa 1,9 Kilometer (1,2 Meilen) in einem Gebiet zurück, dessen Oberflächenmerkmale auf die Existenz einer antiken Küstenlinie hindeuten. Sein Bodenradar sendet hochfrequente Radiowellen aus, die vom Untergrund reflektiert werden, und dringt bis zu 80 Meter unter die Oberfläche vor.

Küstenablagerungen

Auf Radarbildern wurden 10 bis 35 Meter dicke unterirdische Schichten aus sandähnlichem Material entdeckt, die alle in die gleiche Richtung geneigt sind und einen Winkel aufweisen, der dem von Stränden auf der Erde ähnelt, direkt unter der Wasseroberfläche, wo das Meer auf das Land trifft.

Die Forscher kartierten diese Strukturen auf einer Länge von 1,2 Kilometern entlang der Flugbahn des Rovers .

„Die Marsoberfläche hat sich im Laufe von 3,5 Milliarden Jahren dramatisch verändert, doch Bodenradar hat direkte Hinweise auf Küstenablagerungen gefunden, die von der Oberfläche aus nicht sichtbar waren“ , sagte Hai Liu, ein Planetenwissenschaftler der Universität Guangdong und Mitglied des Wissenschaftsteams der chinesischen Mission Tianwen-1, zu der auch der Rover gehörte.

Auf der Erde hätte die Bildung von Strandablagerungen dieser Größenordnung Millionen von Jahren gedauert, sagen die Forscher. Das legt die Vermutung nahe, dass es auf dem Mars einst ein großes, langlebiges Gewässer gab, in dem Sedimente durch Wellengang von Flüssen aus den nahegelegenen Hochländern dorthin getragen wurden.

Die Strände wären durch ähnliche Prozesse entstanden wie auf der Erde: Wellen und Gezeiten , sagte Liu, einer der Verantwortlichen für die in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichte Studie. Solche Ozeane hätten das Klima des Mars stark beeinflusst, seine Landschaft geformt und potenziell geeignete Umgebungen für die Entstehung und das Gedeihen von Leben geschaffen .

Küsten sind ideale Orte, um nach Hinweisen auf früheres Leben zu suchen , sagte der Planetenwissenschaftler und Co-Autor der Studie Michael Manga von der University of California in Berkeley. An Orten wie diesem, nahe der Grenzfläche zwischen Luft und flachem Wasser, soll das früheste Leben auf der Erde entstanden sein .

Der Rover erkundete den südlichen Teil von Utopia Planitia, einer großen Ebene in der nördlichen Marshalbkugel.

Ein wichtiger Teil dieser Arbeit bestand darin, diese anderen Hypothesen zu testen. Windgetriebene Dünen wurden in Betracht gezogen, es gab jedoch einige Probleme. „Erstens kommen sie eher in Gruppen vor, wodurch charakteristische Muster entstehen, die in diesen Lagerstätten nicht vorhanden sind“ , erklärt der Geowissenschaftler der Pennsylvania State University und Co-Autor der Studie, Benjamin Cardenas.

Wir haben auch die Existenz alter Flüsse in Betracht gezogen, die es an einigen nahegelegenen Orten auf dem Mars gibt, haben diese Hypothese jedoch aus ähnlichen Gründen aufgrund der Muster, die wir in den Ablagerungen entdeckt haben, verworfen. Und derartige Strukturen findet man auch in Lavaströmen nicht oft. Einfach ausgedrückt sind es die Strände, die am besten zu den Beobachtungen passen , sagte Cárdenas.

Die Erde, der Mars und die anderen Planeten des Sonnensystems entstanden vor etwa 4,5 Milliarden Jahren. Dies bedeutet, dass Deuteronilus vor etwa einer Milliarde Jahren verschwunden wäre, als sich das Klima des Planeten dramatisch veränderte. Wissenschaftlern zufolge ist ein Teil des Wassers möglicherweise im Weltraum verloren gegangen, während große Mengen möglicherweise noch immer unter der Erde eingeschlossen sind.

Eine im letzten Jahr veröffentlichte Studie ergab, dass sich unter der Marsoberfläche, in gebrochenen magmatischen Gesteinen, ein riesiges Reservoir an flüssigem Wasser befinden könnte.

Seit Jahrzehnten nutzen Wissenschaftler Satellitenbilder, um küstenähnliche Merkmale auf der Marsoberfläche zu kartieren. Allerdings könnten derartige Beweise auf der Oberfläche durch Milliarden Jahre andauernde Winderosion oder andere geologische Prozesse ausgelöscht oder verfälscht worden sein.

Dies ist bei den neu entdeckten Strukturen nicht der Fall, da sie im Laufe der Zeit unter Material begraben wurden, das durch Staubstürme, Meteoriteneinschläge oder Vulkanismus abgelagert wurde.

Sie sind sehr gut erhalten, da sie noch immer im Untergrund des Mars vergraben sind , sagte Cárdenas.

Europa Press

Zeitung „La Jornada“, Mittwoch, 26. Februar 2025, S. 6

Madrid. Eine Studie über Marsstaub, die Daten aus Weltraummissionen und Laborreplikaten von Proben kombiniert, legt nahe, dass er in der fernen Vergangenheit oxidiert wurde, als flüssiges Wasser weit verbreitet war.

Der Mars ist am Nachthimmel leicht an seinem auffälligen roten Farbton zu erkennen. Dank der zahlreichen Raumsonden, die den Planeten in den vergangenen Jahrzehnten untersucht haben, wissen wir, dass die rote Farbe auf oxidierte Eisenmineralien im Staub zurückzuführen ist. Das bedeutet, dass an Gestein auf dem Mars gebundenes Eisen irgendwann mit flüssigem Wasser oder mit Wasser und Sauerstoff in der Luft reagiert hat, ähnlich wie sich auf der Erde Rost bildet.

Im Laufe von Milliarden von Jahren wurde dieses oxidierte Material (Eisenoxid) zu Staub zersetzt und durch den Wind über den Planeten verteilt – ein Prozess, der bis heute anhält.

Eisenoxide gibt es jedoch in vielen verschiedenen Formen und über die genaue Chemie des Marsrosts wurde intensiv diskutiert, da seine Entstehung Aufschluss über die damaligen Umweltbedingungen auf dem Planeten gibt. Und eng damit verbunden ist die Frage, ob der Mars jemals bewohnbar war.

Frühere Untersuchungen der Eisenoxid-Komponente des Marsstaubs ergaben keine Hinweise darauf, dass dieser Wasser enthält. Daher kamen die Forscher zu dem Schluss, dass es sich bei dieser besonderen Art von Eisenoxid um Hämatit handeln müsse, das sich im Laufe von Milliarden von Jahren, nach der frühen Feuchtperiode des Mars, unter trockenen Oberflächenbedingungen durch Reaktionen mit der Marsatmosphäre gebildet habe.

Eine neue Analyse zeigt jedoch, dass die rote Farbe des Mars besser zu wasserhaltigen Eisenoxiden, sogenannten Ferrihydriten passt. Diese haben ihre wässrige Signatur bis heute bewahrt, obwohl sie seit ihrer Entstehung zermahlen und über den ganzen Planeten verstreut wurden.

Wir haben versucht, im Labor mit verschiedenen Arten von Eisenoxid eine Nachbildung des Marsstaubs zu erzeugen. „Wir haben festgestellt, dass Ferrihydrit vermischt mit Basalt, einem Vulkangestein, am besten mit den Mineralien übereinstimmt, die von Raumfahrzeugen auf dem Mars beobachtet wurden“ , sagt der Hauptautor Adomas Valantinas, Postdoc an der Brown University und zuvor an der Universität Bern in der Schweiz, wo er seine Arbeit mit Daten des Trace Gas Orbiter (TGO) der ESA begann, in einer Erklärung.

Der Mars ist immer noch der Rote Planet. Nur hat sich unser Verständnis davon, warum der Mars rot ist, geändert. Die wichtigste Schlussfolgerung ist, dass der Mars früher oxidierte als bislang angenommen, weil sich Ferrihydrit nur bilden konnte, als sich noch Wasser auf seiner Oberfläche befand. Darüber hinaus bleibt Ferrihydrit unter den gegenwärtigen Bedingungen auf dem Mars stabil.

Auch andere Studien hatten darauf hingewiesen, dass im Marsstaub Ferrihydrit vorhanden sein könnte. Doch Adomas und seine Kollegen haben durch eine einzigartige Kombination von Daten aus Weltraummissionen und neuen Laborexperimenten den ersten umfassenden Beweis dafür geliefert.

Replik aus Marsstaub

Sie erstellten die Replik des Marsstaubs mithilfe einer hochmodernen Schleifmaschine, um eine realistische Staubkorngröße zu erreichen, die einem Hundertstel eines menschlichen Haares entspricht. Um einen direkten Vergleich anzustellen, analysierten sie ihre Proben anschließend mit denselben Techniken wie Raumsonden in der Umlaufbahn und kamen letztlich zu dem Schluss, dass Ferrihydrit die beste Übereinstimmung darstellt.

„Diese Studie ist das Ergebnis sich ergänzender Datensätze aller internationalen Missionen, die den Mars aus der Umlaufbahn und in Bodennähe erforschen“ , sagt Colin Wilson, TGO- und Mars Express -Projektwissenschaftler der ESA.

Durch eine Analyse der Staubmineralogie von Mars Express konnte nachgewiesen werden, dass selbst die staubigsten Regionen des Planeten wasserreiche Mineralien enthalten. Und dank der einzigartigen Umlaufbahn des TGO , die es ihm ermöglicht, dieselbe Region unter verschiedenen Lichtbedingungen und aus verschiedenen Winkeln zu betrachten, war das Team in der Lage, die Größe und Zusammensetzung der Partikel herauszufinden, was für die Nachbildung der richtigen Staubgröße im Labor von entscheidender Bedeutung ist.

Daten vom Mars Reconnaissance Orbiter der NASA sowie bodengestützte Messungen der Marsrover Curiosity, Pathfinder und Opportunity der NASA halfen ebenfalls dabei, das Vorhandensein von Ferrihydrit nachzuweisen.

„Wir freuen uns auf die Ergebnisse kommender Missionen wie dem Rosalind Franklin Rover der ESA und der Mars Sample Return der NASA-ESA, die es uns ermöglichen werden, weiter zu untersuchen, was den Mars rot färbt“, fügt Colin hinzu.