Curiosity-Rover findet urzeitliche Salzteiche und -Seen auf dem Mars

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Mögliche Schlammrisse im Marsfelsen Copyright: NASA / JPL-Caltech / MSSS

Mögliche Schlammrisse im Marsfelsen
Copyright: NASA / JPL-Caltech / MSSS

Pasadena (USA) – Schon 2017 entdeckte der Mars-Rover „Curiosity“ ein Netzwerk von Rissen in einer Felsplatte auf dem Mars. Gemeinsam mit dem neusten Nachweis von Salzablagerungen zeichnen diese nun ein Bild der Mars-Umwelt im Gale-Krater vor rund 3 Milliarden Jahren.

„Stellen Sie sich Teiche vor, die sich auf dem Boden des Gale-Kraters befinden“, erläutern die Missionswissenschaftler der NASA. „Bäche könnten die Ränder des Kraters überspült und durchbrochen haben und zum Grund gelaufen sein. Wenn wir die Geschichte im Zeitraffern beobachten könnten, dann würden sehen, wie diese Wasserwege überliefen und dann austrocknen – ein Zyklus, der sich wahrscheinlich über Jahrmillionen hinweg viele Male wiederholt hat.“

Wie die Forscher um William Rapin vom California Institute of Technology“ (Caltech) aktuell im Fachjournal „Nature Geoscience“ (DOI: 10.1038/s41561-019-0458-8) berichten, interpretieren sie die mit Mineralssalzen angereicherten Gesteine als Hinweise auf flache Salzteiche, die immer wieder Abfolgen von Überlauf und Austrocknung durchlaufen haben. In den Ablagerungen sehen die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen Merkmale für Klimaschwankungen während des Übergangs der Mars-Umwelt von einer feuchteren in die heute eisige Wüste.

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Diese jüngste Entdeckung schärft schon jetzt das Interesse der NASA-Wissenschaftler auf eine vor dem Rover liegenden Region, die als “sulfathaltige Einheit” (sulfate-bearing unit) bezeichnet wird und von der die Forscher ausgehen, dass sie sich in einer noch trockeneren Umgebung gebildet haben dürfte – ein deutlicher Unterschied zu den Hügeln, in denen Curiosity zuvor Hinweise auf einst langwährende Süßwasserseen entdeckt hatte (…GreWi berichtete).

Hintergrund
Der Gale-Krater ist der Überrest eines gewaltigen Einschlags. Von Wasser und Wind getragenes Sediment füllte nach und nach, Schicht für Schicht den Kraterboden. Nachdem das Sediment ausgehärtet war, formte der Wind den geschichteten Fels zum in der Mitte des Kraters hoch aufragenden Zentralberg „Mount Sharp“, der derzeit von „Curiosity“ erkundet wird. Jede Schicht, die jetzt an den Hängen des Berges freigelegt ist, enthüllt eine andere Ära der Marsgeschichte und enthält Hinweise auf die damalige Umwelt.

“Wir haben den Gale-Krater gewählt, weil er diese einzigartige Aufzeichnung eines sich verändernden Mars bewahrt hat”, erläutert Rapin und führt dazu weiter aus: “Zu verstehen, wann und wie sich das Klima auf dem Planeten entwickelt hat, ist ein weiteres Rätsel: Wann und wie lange war der Mars in der Lage, (zumindest) mikrobielles Leben an der Oberfläche zu unterstützen?”

Rapin und Kollegen beschreiben Salze, die in einem 150 Meter hohen Abschnitt von Sedimentgesteinen mit der NASA-Bezeichnung “Sutton Island” gefunden wurden, den Curiosity 2017 besuchte. Basierend auf einer Reihe von Schlammrissen an einem als “Old Soaker” benannten Ort (siehe Abb. o.; …GreWi berichtete), wussten die Wissenschaftler bereits, dass es in der Gegend zeitweise trockener war. Die Funde der Salze in Sutton Island legen nun aber nahe, dass das Wasser auch in Salzlake konzentriert war.

„Wenn ein See vollständig austrocknet, bleiben in der Regel Ablagerungen reiner Salzkristalle zurück“, erläutern die Autoren der Studie um Rapin. „Die Salze von Sutton Island allerdings sind anders: Zum einen handelt es sich um Mineralsalze, nicht um Tafelsalz. Sie sind zudem mit Sedimenten vermischt, was darauf hindeutet, dass sie in einer feuchten Umgebung kristallisierten – möglicherweise direkt unter verdampfenden flachen Teichen, die mit Salzwasser gefüllt waren.“

Angesichts der Ähnlichkeit von Erde und Mars in ihren frühen Anfängen spekulieren Rapin und Kollegen nun, dass Sutton Island den Salzseen im südamerikanischen Altiplano geglichen haben könnten. Hier führen Bäche und Flüsse, die von Gebirgszügen in dieses trockene Hochplateau fließen, zu geschlossenen Becken, die wohl dem alten Gale-Krater des Mars ähneln. Seen auf dem Altiplano sind wie einst im Gale-Krater stark vom Klima beeinflusst.

Der Quisquiro-Salzsee in Südamerikas Altiplano. Die mit Salzseen gefüllte Quisquiro-Salzwüste des südamerikanischen Altiplano ist eine Landschaft, von der Wissenschaftler annehmen, dass sie einst ähnlich auch im Gale-Krater existiert hat, den derzeit der NASA-Rover „Curiosity“ erforscht. Copyright: Maksym Bocharov Vollständiges Bild und Bildunterschrift

Der Quisquiro-Salzsee in Südamerikas Altiplano. Die mit Salzseen gefüllte Quisquiro-Salzwüste des südamerikanischen Altiplano ist eine Landschaft, von der Wissenschaftler annehmen, dass sie einst ähnlich auch im Gale-Krater existiert hat, den derzeit der NASA-Rover „Curiosity“ erforscht.
Copyright: Maksym Bocharov Vollständiges Bild und Bildunterschrift

“Während der Trockenperioden werden die Altiplano-Seen flacher und einige können vollständig austrocknen”, erläutert Rapin. “Die Tatsache, dass sie vegetationsfrei sind, lässt sie sogar ein wenig wie Teiche auf dem Mars aussehen.”

Die mit Salz angereicherten Gesteine von Sutton Island sind jedoch nur ein Hinweis unter mehreren, die das Rover-Team nutzt, um zu rekonstruieren, wie sich das Klima auf dem Mars verändert hat. Das Wissenschaftsteam untersucht die gesamte Reise von Curiosity, die 2012 begann, und sieht auf dem Mars deutliche Belege für einen langwierigen Zyklus von nass zu trocken über lange Zeiträume.

This animation demonstrates the salty ponds and streams that scientists think may have been left behind as Gale Crater dried out over time. The bottom of the image is the floor of Gale Crater, with the peak being the side of Mount Sharp.
Die Animation illustriert, wie sich die NASA-Wissenschaftler die Bäche und Entstehung der Salzteiche im urzeitlichen Gale-Krater vorstellen (Illu.).
Copyright: ASU Knowledge Enterprise Development (KED), Michael Northrop

“Würden wir den Mount Sharp besteigen – was Cuirosity derzeit tut – sehen wir einen allgemeinen Trend von einer feuchten zu einer trockeneren Landschaft”, sagt Ashwin Vasavada, Missionswissenschaftler des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA abschließend. “Aber diese Entwicklung war nicht unbedingt linear. Wahrscheinlich war er chaotisch, einschließlich trockenerer Perioden, wie wir sie auf Sutton Island sehen, gefolgt von feuchteren Perioden, wie wir sie im Sand sehen der vor Curiosity liegdenden tragende Einheit ‘ sehen.“

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Quelle: NASA / JPL

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