13. Februar 2020
Mission Mars Express

Ni­lo­syr­tis Mensae – Ab­tra­gung im großen Stil

Blick auf einen Teil der Region Nilosyrtis Mensae
Blick auf ei­nen Teil der Re­gi­on Ni­lo­syr­tis Mensae
Bild 1/5, Credit: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO

Blick auf einen Teil der Region Nilosyrtis Mensae

Die­se Auf­nah­me mit der HR­SC (High Re­so­lu­ti­on Ste­reo Ca­me­ra) ent­stand am 29. Sep­tem­ber 2019. Die Ka­me­ra be­fin­det sich an Bord der ESA-Raum­son­de Mars Ex­press. Zu se­hen ist ein Teil der Re­gi­on Ni­lo­syr­tis Mensae. Was­ser, Wind und Eis ha­ben die Land­schaft stark ver­än­dert und hin­ter­lie­ßen wei­che Ge­län­de­for­men, ab­ge­run­de­te Berg­kup­pen so­wie hoch­gra­dig ero­dier­te Kra­ter und Flus­stä­ler.
Perspektivischer Blick auf einen stark verwitterten Krater in Nilosyrtis Mensae
Per­spek­ti­vi­scher Blick auf ei­nen stark ver­wit­ter­ten Kra­ter in Ni­lo­syr­tis Mensae
Bild 2/5, Credit: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO

Perspektivischer Blick auf einen stark verwitterten Krater in Nilosyrtis Mensae

Die Ab­tra­gung durch Was­ser und Eis hin­ter­ließ in der Re­gi­on Ni­lo­syr­tis Mensae auf dem Mars ab­ge­run­de­te Berg­kup­pen und Ta­fel­ber­ge. Die­ser ehe­ma­li­ge Ein­schlags­kra­ter wur­de auf­grund der Ab­tra­gung durch Was­ser be­zie­hungs­wei­se Eis und auf­grund von Se­di­men­t­abla­ge­run­gen mit der Zeit im­mer fla­cher, so­dass das Kra­ter­re­li­ef na­he­zu ver­schwand.
Topographische Übersicht über die Hochland-/Tiefland-Grenze bei Nilosyrtis Mensae
To­po­gra­phi­sche Über­sicht über die Hoch­land-/Tief­land-Gren­ze bei Ni­lo­syr­tis Mensae
Bild 3/5, Credit: MOLA Science Team / FU Berlin

Topographische Übersicht über die Hochland-/Tiefland-Grenze bei Nilosyrtis Mensae

Das vom DLR be­trie­be­ne Ka­me­ra­sys­tem HR­SC auf der ESA-Raum­son­de Mars Ex­press fo­to­gra­fier­te wäh­rend Or­bit 19.908 den ein­ge­zeich­ne­ten Auf­nah­me­strei­fen. Die Land­schaft der in die­ser Bild­ver­öf­fent­li­chung ge­zeig­ten Bil­der be­fin­det sich in dem klei­ne­ren Recht­eck. Mit­hil­fe der Le­gen­de kann man ab­le­sen, dass der Hö­hen­un­ter­schied zwi­schen Hoch­land und Tief­land in der Re­gi­on et­wa drei Ki­lo­me­ter be­trägt.
3D-Ansicht eines Teils der Region Nilosyrtis Mensae
3D-An­sicht ei­nes Teils der Re­gi­on Ni­lo­syr­tis Mensae
Bild 4/5, Credit: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO

3D-Ansicht eines Teils der Region Nilosyrtis Mensae

Aus dem senk­recht auf die Mar­so­ber­flä­che ge­rich­te­ten Na­dir­ka­nal (des vom DLR be­trie­be­nen Ka­me­ra­sys­tems HR­SC auf der ESA-Son­de Mars Ex­press) und ei­nem der vier schräg bli­cken­den Ste­reo­kanä­len las­sen sich so­ge­nann­te Ana­gly­phen­bil­der er­zeu­gen. Sie er­mög­li­chen bei der Ver­wen­dung ei­ner Rot-Blau- oder Rot-Grün-Bril­le ei­nen drei­di­men­sio­na­len Blick auf die Land­schaft. Nor­den liegt im Bild rechts. Gut zu er­ken­nen sind in die­ser An­sicht die Hö­hen­un­ter­schie­de zwi­schen den Talbö­den und der sie um­ge­ben­den Land­schaft.
Topographische Karte der zerklüfteten Region Nilosyrtis Mensae
To­po­gra­phi­sche Kar­te der zer­klüf­te­ten Re­gi­on Ni­lo­syr­tis Mensae
Bild 5/5, Credit: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO

Topographische Karte der zerklüfteten Region Nilosyrtis Mensae

Aus den Bild­strei­fen, die das Ka­me­ra­sys­tem HR­SC auf Mars Ex­press aus ver­schie­de­nen Win­keln auf­ge­nom­men hat, be­rech­nen Wis­sen­schaft­le­rin­nen und Wis­sen­schaft­ler des DLR und der Frei­en Uni­ver­si­tät Ber­lin di­gi­ta­le Ge­län­de­mo­del­le der Mar­so­ber­flä­che. Da­bei birgt je­der Bild­punkt ei­ne Hö­hen­in­for­ma­ti­on in sich. Die Farb­ko­die­rung des di­gi­ta­len Ge­län­de­mo­dells (Le­gen­de oben rechts) gibt Aus­kunft über die Hö­hen­un­ter­schie­de in der Re­gi­on Ni­lo­syr­tis Mensae.
  • Bilder der Mars-Kamera HRSC zeigen einen Teil der Region Nilosyrtis Mensae, die stark durch Wasser, Wind und Eis verändert wurde.
  • Dieses "zerfressene" Gebiet ist von zahlreichen Tälern durchzogen – ein Hinweis auf das episodenhafte Auftreten von Wasser.
  • Auch Blockgletscher hinterließen ihre Spuren, als sie sich die Täler hinabschoben.
  • Raumfahrt, Planetenforschung

Bilder der Mars-Kamera HRSC zeigen eine Landschaft, die durch Wasser, Wind und Eis stark abgetragen wurde. Das belegen die vielen Taleinschnitte und abgeflachten Kraterränder. Die Stereokamera HRSC (High Resolution Stereo Camera) kartiert seit 2004 im Rahmen der ESA-Mission Mars Express den Roten Planeten. Sie wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt und wird von dort betrieben.

Die Region Nilosyrtis Mensae wird im Englischen als "fretted terrain" (zerfressenes Gebiet) bezeichnet und ist charakteristisch für die Übergangszone von Hochland zu Tiefland auf dem Mars. Typisch für solche Gebiete sind die zahlreichen labyrinth-artigen Täler, wie sie auf diesen Bildern zu sehen sind.

Blockgletscher schoben sich einst die Täler hinab

Die Talböden insbesondere im nördlichen Teil der Bilder 1, 4 und 5 zeigen lineare Strukturen, die dem Talverlauf folgen. Diese "linierten" Talfüllungen (engl. lineated valley fill) legen nahe, dass eishaltiges Material die Talhänge langsam hinabfloss und sich schließlich in der Mitte der Täler traf. Solche schuttbedeckten Gletscher ähneln Blockgletschern, die man auch auf der Erde findet. Blockgletscher bestehen aus mit Schutt und Geröll durchsetztem Eis. Sie kommen vor allem in Permafrostregionen in Hochgebirgen oder polaren Breiten vor.

Die gletscherartigen Ablagerungen sind möglicherweise Reste einer sich zurückbildenden Eisdecke, die die Region während vergangener Eiszeiten bedeckt hat. Frühere Klimabedingungen auf dem Mars haben offenbar dazu geführt, dass größere Mengen von Schnee und Eis auf den Plateaus und in den Tälern abgelagert werden konnten.

Die Abtragung durch Wasser und Eis hinterließ in Nilosyrtis Mensae abgerundete Bergkuppen und Tafelberge. Viele im Bild gezeigte Geländeformen haben ein weiches Erscheinungsbild, das einer weitreichenden Überprägung durch Eis zugeschrieben wird. Der ehemalige Einschlagskrater (rechts in den Bildern 1, 4 und 5) wurde aufgrund der Erosion seines Kraterrandes der Ablagerung des abgetragenen Materials und des vom Wind eingebrachten Sediments mit der Zeit immer flacher. Das Kraterrelief verschwand nahezu. Die Kraterfüllung wurde ihrerseits wieder stark erodiert und zerschnitten, was ihr das heutige, zerklüftete Aussehen verlieh.

Wasser, Wind und Eis haben die Mars-Landschaft stark verändert

Im Gegensatz zu den typisch weichen Geländeformen dieser Region findet man im Südwesten (links oben) der Bilder 1, 4 und 5 eher scharfkantige Strukturen. Eine mehrere Kilometer lange, annähernd nord-süd-verlaufende, scharfkantige, lineare Struktur stellt wahrscheinlich einen sogenannten Dike dar. So bezeichnet man eine vertikale Spalte im Umgebungsgestein, in die magmatisches Gestein eingedrungen ist, das nun an der Oberfläche aufgrund seiner größeren Erosionswiderstandsfähigkeit hervortritt. Östlich davon (im Bild oberhalb) befindet sich ein Gewirr aus sich gegenseitig schneidenden Strukturen, die ebenso scharfkantige Rücken aufweisen. Hierbei handelt es sich höchstwahrscheinlich um verfestigte Füllungen von Rissen im Gestein, durch die einstmals Wasser durchsickerte und dabei verschiedene Minerale auswusch, die sich dann in den Rissen verfestigten.

Das ehemalige, ausgetrocknete Flusstal im Süden des Bildes (links) wurde durch beständig austretendes Grundwasser erodiert. Zu erkennen ist das anhand der breiten, halbkreisförmigen Talanfänge. Betrachten man den Talboden ein Stück flussabwärts (im Bild Mitte/links), erkennt man an breiteren Stellen, dass sich in die Talbodenfüllung wiederum kleinere Flussläufe eingeschnitten haben. Das deutet auf mehrmalige fluviale Aktivität, also einen episodischen Wasserfluss in dieser Region hin.

Nord- und Südhalbkugel des Mars unterscheiden sich grundlegend in Bezug auf Oberflächentopographie, Alter und Morphologie. Im Norden befindet sich ein ausgedehntes Tiefland, das relativ eben und deutlich jünger ist als das südliche Hochland, das sehr viele Krater aufweist. Die Übergangszone zwischen beiden ist durch einen Steilhang gekennzeichnet, der einen Höhenunterschied von einigen Kilometern aufweist. Aufgrund dieser Zweiteilung der Marsoberfläche spricht man hier von einer Dichotomiegrenze.

Weitere Bilder der HRSC finden Sie in der Mars Express-Bildergalerie auf flickr.

Zur Mars Express-Missionsseite.

  • Bildverarbeitung

Die Aufnahmen mit der HRSC (High Resolution Stereo Camera) entstanden am 29. September 2019 während Orbit 19.908 von Mars Express. Die Bildauflösung beträgt etwa 15 Meter pro Bildpunkt (Pixel). Die Bildmitte liegt bei etwa 69 Grad östlicher Länge und 31 Grad nördlicher Breite. Die Farbaufsicht wurde aus dem senkrecht auf die Marsoberfläche gerichteten Nadirkanal und den Farbkanälen der HRSC erstellt. Die perspektivische Schrägansicht wurde aus den Geländemodelldaten sowie den Nadir- und Farbkanälen der HRSC berechnet. Das Anaglyphenbild, das bei Betrachtung mit einer Rot-Blau- oder Rot-Grün-Brille einen dreidimensionalen Eindruck der Landschaft vermittelt, wurde aus dem Nadirkanal und den Stereokanälen abgeleitet. Die in Regenbogenfarben kodierte Aufsicht beruht auf einem digitalen Geländemodell (DTM) der Region, von dem sich die Topographie der Landschaft ableiten lässt. Der Referenzkörper für das HRSC-DTM ist eine Äquipotentialfläche des Mars (Areoid). Die systematische Prozessierung der Kameradaten erfolgte am DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof. Mitarbeiter der Fachrichtung Planetologie und Fernerkundung der Freien Universität Berlin erstellten daraus die hier gezeigten Bildprodukte.

  • Das HRSC-Experiment auf Mars Express

Die High Resolution Stereo Kamera wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt und in Kooperation mit industriellen Partnern gebaut (EADS Astrium, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena-Optronik GmbH). Das Wissenschaftsteam unter Leitung des Principal Investigators (PI) Prof. Dr. Ralf Jaumann besteht aus 50 Co-Investigatoren, die aus 34 Institutionen und 11 Nationen stammen. Die Kamera wird vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof betrieben.

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