Curiosity-Rover: Mars-Sedimente doch nicht von Seen?

Der Mars-Rover Curiosity bewegt sich in seinem Landegebiet vermutlich nicht in Sedimentschichten, die in früher Vorzeit durch flüssiges Wasser in Seen auf dem Planeten gebildet wurden. Vielmehr könnten die Sedimentschichten durch Wind und sauren Regen entstanden sein.

Moment gibt es eine Kette von Überraschungen, die die Annahme von flüssigem Wasser auf dem Mars negieren. Die Tage erst hatte ich im Blog-Beitrag Doch kein flüssiges Wasser am Mars-Südpol darüber berichtet, dass Wissenschaftler eine andere Erklärung für Radarsignale haben. Es gibt keine flüssigen Wasserseen unter den Eiskappen der Pole, es sind vermutete Ton-Sedimente.

Rover in einem vermuteten Flussbett

Nun kommt die nächste Annahme ans Wanken. Der Mars-Rover Curiosity befindet sich ja bereits seit dem 6. August 2012 auf dem Mars und erforscht dessen Oberfläche. Viele Wissenschaftler halten den Gale-Krater für den Ort eines uralten Sees, der vor mehr als 3 Milliarden Jahren auf dem Mars entstanden war. Bisher war die Annahme, dass Curiosity in einem ehemaligen Flussbett im Gale-Krater gelandet sei. Folgerichtig versucht der Rover dort die Ablagerungen des Flusses oder eines Sees mit flüssigem Wasser zu analysieren.

Sedimente im Gale-Krater auf dem Mars, Quelle: NASA

Der Mars war wohl nicht immer so trocken wie heute. Das deuten Strömungsspuren am Gale-Krater-Rand an, die als Flussdurchbrüche durch Gebirgszüge, Mündungsdeltas, und Küstenlinien von ausgedehnten Seen gedeutet wurden. Aber es sind nun Kontroversen entstanden, denn es gibt zwei Probleme. Die Forschungsdaten des Mars-Rovers Curiosity haben in der Vergangenheit widersprüchliche Ergebnisse ergeben. Und Untersuchungen hatten nachgelegt, dass auf dem Mars womöglich niemals klimatische Bedingungen für die Bildung von flüssigem Wasser für größere Seen geherrscht haben können. Folglich kann Curiosity auch nicht in einem Flussbett und über dessen Sedimenten herumfahren.

Ablagerungen durch den Wind und Regen

Seit der Landung ist der Rover unterwegs und hat mit seinen Instrumenten über 3 190 Sols (Marstage, das entspricht 3278 Erdtagen) geologische Analysen durchgeführt. Nach der Analyse der Daten vermutet ein Forscherteam Forscher der Abteilung für Geowissenschaften der naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Hongkong nun, dass es sich bei dem großen Hügel aus Sedimentgestein, der in den letzten acht Jahren durch den Rover erforscht und analysiert wurde, zwar tatsächlich um Sand und Schlick handelt. Aber die vom Rover während des größten Teils der Mission gemessenen Sedimente sind nicht in einem See entstanden.

Modelle für Wasser im Gale-Krater auf dem Mars, Quelle: ESA

Obiges Bild zeigt den Gale-Krater mit zwei Modellen für einen großen See (links) und mehrere kleinere Seen. Der weiße Punkt im Bild ist der Landeort des Rovers Cuiosity. Nach dem rechten Bild würde der Rover in Bereichen herumfahren, die niemals durch einen See bedeckt wurden.

Die Wissenschaftlicher meinen: Der größte Teil der untersuchten Ablagerungen entstanden nicht durch das Wasser eines großen Sees im Gale-Krater, sondern durch durch Ablagerungen von Wind. Bislang dem Einfluss von Wasser zugeschriebenen chemischen Veränderungen des Gesteins ließen sich auch durch säurehaltige Niederschläge in der Atmosphäre des jungen Mars erklären, so die Forscher. Klare Aussage: Die Mineralien, die sich durch die Wechselwirkung zwischen Wasser und Sand gebildet haben, sind nicht in einem See entstanden. Die angenommene "nasse" Umgebung, so die Forscher, stellt in Wirklichkeit eine Verwitterung dar, die der Bodenbildung durch Regenfälle in einer alten Atmosphäre ähnelt, die sich von der heutigen stark unterscheidet.

Die Entdeckung wurde vor kurzem in der Zeitschrift Science Advances in einem Artikel veröffentlicht. Die Entdeckung erfolgte unter der Leitung des Doktoranden Jiacheng LIU, seines Beraters, des außerordentlichen Professors Dr. Joe MICHALSKI, und des Mitautors, des Professors Mei Fu ZHOU, die alle dem Fachbereich Erdwissenschaften angehören. Die Forscher nutzten chemische Messungen und Röntgenbeugungsmessungen (XRD) sowie Bilder von Gesteinstexturen, um herauszufinden, wie die Zusammensetzungstrends in den Gesteinen mit geologischen Prozessen zusammenhängen.

"Jiacheng hat einige sehr wichtige chemische Muster in den Gesteinen nachgewiesen, die sich nicht im Zusammenhang mit der Umgebung eines Sees erklären lassen", erklärt Dr. Michalski. "Der springende Punkt ist, dass einige Elemente mobil sind, d. h. sich leicht in Wasser auflösen, und andere Elemente immobil sind, d. h. sie bleiben im Gestein. Ob ein Element mobil oder unbeweglich ist, hängt nicht nur von der Art des Elements ab, sondern auch von den Eigenschaften der Flüssigkeit. War das Fluid sauer, salzig, oxidierend usw. Die Ergebnisse von Jiacheng zeigen, dass die immobilen Elemente miteinander korrelieren und in höheren Lagen des Gesteinsprofils stark angereichert sind. Dies deutet auf eine Verwitterung von oben nach unten hin, wie man sie in Böden beobachten kann. Außerdem zeigt er, dass Eisen mit zunehmender Verwitterung abnimmt, was bedeutet, dass die Atmosphäre auf dem alten Mars damals reduzierend und nicht oxidierend war, wie es auf dem heutigen, verrosteten Planeten der Fall ist."

Die Kollegen von heise haben in diesem Artikel noch einige Informationen rund um diese Fragestellung den den oben erwähnten Artikel aufbereitet. Auch im Redaktionsnetzwerk Deutschland sind in diesem Artikel einige Ausführungen aus der Forschungsarbeit aufbereitet worden. Dort wird Walter Goetz vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen zitiert, dass es Jahrzehnte dauern werde, bis die Forscher die geochemische Entwicklung der Marsoberfläche vollständig verstünden. Welchen Anteil dabei atmosphärische Verwitterung oder der Einfluss von Wasser hat, könne erst die Zukunft zeigen. Also alles weiter offen.

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Rover in einem vermuteten Flussbett

Ablagerungen durch den Wind und Regen

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