Das Chaos von Shalbatana Vallis im Fokus der HRSC-Marskamera
13. Mai 2026 | Mission Mars Express
Das Chaos von Shalbatana Vallis im Fokus der HRSC-Marskamera
Zerrüttetes, „chaotisches“ Hochland im Flusslauf von Shalbatana Vallis
In der Frühzeit des Mars flossen große Mengen Wasser über den Planeten. Zahlreiche gewundene Täler liefern Hinweise auf einen Wasserkreislauf wie auf der Erde. Große, grabenförmige Kanäle deuten jedoch auf eher kurzzeitige Abflussereignisse hin, bei denen enorme Wassermengen schnell und mit hoher Energie aus dem südlichen Marshochland in die nördlichen Tiefebenen strömten. Shalbatana Vallis ist ein solcher Abflusskanal, in dem sich auch typische „chaotische Gebiete“ gebildet haben. Vermutlich wurde im Untergrund gespeichertes Eis getaut und floss ab, die zurückbleibenden Hohlräume stürzten in sich zusammen. Die Bildbreite beträgt etwa 30 Kilometer.
Regionale Übersichtkarte von Xanthe Terra und Chryse Planitia
Die in dieser Veröffentlichung vorgestellten Bilder wurden am 22. Oktober 2024 während der Mars-Express-Umlaufbahn 26265 vom DLR-Kamerasystem HRSC (High Resolution Stereo Camera) aufgenommen. Die Bodenauflösung beträgt etwa 22 Meter pro Pixel. Shalbatana Vallis in der Äquatorregion des Mars hat sein Quellgebiet im Krater Orson Wells und entstand vor etwa 3,5 Milliarden Jahren in der sogenannten Hesperischen Epoche. Damals bahnten sich Wassermassen ihren Weg über mehr als 1.300 Kilometer durch die Hochlandregion Xanthe Terra bis hinunter in das Tieflandbecken Chryse Planitia.
Bild: 2/5, Credit:
NASA/JPL (MOLA)/FU Berlin CC BY-SA 3.0 IGO
3D- (Anaglyphen-) Bild des Mittellaufs von Shalbatana Vallis
Aus dem senkrecht auf die Marsoberfläche gerichteten Nadirkanal und einem der schräg blickenden Stereokanäle der Kamera HRSC lassen sich sogenannte Anaglyphenbilder erzeugen. Bei Betrachtung mit einer Rot-Blau- oder Rot-Grün-Brille liefern sie einen dreidimensionalen Anblick der Landschaft. Die hohe Bildauflösung von 22 Meter pro Bildpunkt ermöglicht die Visualisierung selbst kleinster topographischer Merkmale, insbesondere der in sich zusammengesackten Felsblöcke in dem markanten „chaotischen Gebiet“ an der Kanalbiegung am unteren Bildrand, oder die aus dem alten Hochland von Xanthe Terra herausragenden Tafelberge.
Neue Bilder der deutschen Stereokamera HRSC zeigen den Mittellauf des Kanals Shalbatana Vallis in der Region Xanthe Terra auf dem Mars.
Das über tausend Kilometer lange Tal entwässerte einst mit einem energiereichen Strom das Marshochland und hinterließ dabei sogenannte „chaotische Gebiete“.
HRSC ist ein vom DLR entwickeltes Kameraexperiment an Bord der europäischen Mission Mars Express, das seit 2004 zuverlässig Aufnahmen des Mars zur Erde sendet.
Mit digitalen Geländemodellen auf Basis von HRSC-Daten kartieren Forschende die Landschaft des Planeten topografisch und visualisieren sie dreidimensional.
Schwerpunkte: Raumfahrt, Exploration, Mars
Der Wasserabflusskanal Shalbatana Vallis im zentralen Marshochland steht im Fokus dieser Bildserie, aufgenommen von der hochauflösenden Stereokamera (HRSC) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) an Bord der ESA-Mission Mars Express.
Shalbatana Vallis in der Äquatorregion des Mars entstand vor etwa 3,5 Milliarden Jahren während der sogenannten Hesperischen Epoche. Damals bahnten sich Wassermassen ihren Weg über mehr als 1.300 Kilometer durch die Hochlandregion Xanthe Terra bis hinunter in das Tieflandbecken Chryse Planitia. In dieser Region geht das stark verkraterte südliche Hochland in das nördliche Tiefland über, das sehr viel jünger ist und deshalb deutlich weniger Einschlagskrater aufweist.
Am Treffpunkt der großen Ströme
Abflusskanäle sind breite Täler, die durch enorme Wassermengen in nur wenigen Wochen oder Monaten dauernden Extremereignissen in den Boden gegraben wurden. Höchstwahrscheinlich entstanden sie durch das schnelle Austreten von Grundwasser und darauffolgende Überschwemmungen. Diese rissen Hochlandmaterial mit und gruben auf diese Weise Abflusskanäle in das Hochland.
Shalbatana ist nicht der einzige Abflusskanal in dieser Region: Am südlichen und westlichen Rand des Chryse-Planitia-Beckens gibt es die Mündungen von Kasei, Ares, Simud und Tiu Valles. Die größten Abflusskanäle des Mars laufen hier sternförmig zusammen. Vor allem aus diesem Grund wurde Chryse Planitia als Landestelle für die vor fast 50 Jahren gestartete Sonde Viking 1 ausgewählt. Deren Lander setzte am 20. Juli 1976 rund 200 Kilometer nördlich der hier gezeigten Szene auf.
In der Quellregion solcher Kanäle befindet sich oft „chaotisches Gelände“ – der Fachbegriff für ein Labyrinth aus unregelmäßigen Tafelbergen und Hügeln, wie zum Beispiel Chryse Chaos und Hydraotes Chaos auf der hier folgenden Überblickskarte. Chaotische Gebiete entstehen wahrscheinlich durch abfließendes, getautes Eis im Untergrund, das Hohlräume hinterlässt, die dann einstürzen. Auch in dem hier gezeigten Bild ist eine kleine Chaosregion sichtbar („chaotic terrain and dark layer“). Darin ist auch ein dunkler Fleck zu erkennen. Hierbei handelt es sich höchstwahrscheinlich um vom Wind abgelagerte dunkle Vulkanasche.
Landschaftsformen in und um Shalbatana Vallis in Xanthe Terra
Die „Hauptattraktion“ dieses etwa 220 mal 110 Kilometer großen Ausschnitts der Hochlandregion Xanthe Terra ist der Abflusskanal Shalbatana Vallis, mit „chaotischen Terrain“, das an einer Stelle von dunkler vulkanischer Asche bedeckt ist („chaotic terrain and dark layers“). Südlich (links) davon befindet sich ein etwa 15 Kilometer großer Krater, dessen Auswurfdecke typisch für Einschläge in wasser- oder eisführenden Untergrund ist („impact crater with electa blanket“). Oberhalb im Bild: ein 25 Kilometer großer, alter Krater, der komplett von erstarrter Lava angefüllt ist. Von ihm sind nur noch Teile des Randes zu sehen („buried impact crater“). Nördlich davon sind Hügel und Tafelberge („hills and mesas“) zu erkennen, Reste des alten Hochlands. Weiter nördlich (rechte Bildhälfte) können sogenannte Runzelrücken („wrinkle ridges“) identifiziert werden, die beim Abkühlen und Zusammenziehen dünnflüssiger Lava entstehen.
Die Quellregion von Shalbatana Vallis ist der etwa 100 Kilometer große Einschlagskrater namens Orson Wells im Hochlandgebiet Xanthe Terra, der ebenfalls die typische chaotische Zerklüftung des Bodens aufweist. Er ist benannt nach dem US-amerikanischen Regisseur Wells, der 1938 mit dem Hörspiel „War of the Worlds“ über eine fiktive Invasion durch Marsianer auf der Erde großes Aufsehen erregte.
Das Tal erstreckt sich fast geradlinig von der linken (südlichen) zur rechten (nördlichen) Seite der Draufsichten. Das ehemalige Flussbett ist bis zu zehn Kilometer breit und etwa 500 Meter tief. Es hat ein auffallend kastenförmiges Profil. Im Vergleich zu anderen Abflusskanälen in dieser Region ist Shalbatana relativ schmal: Das nahegelegene Ares Vallis ist beispielsweise 25 Kilometer breit – an seiner Mündung sogar um die 80 Kilometer – bei einer Tiefe von etwa einem Kilometer. Die ungewöhnlich flache Form ist charakteristisch für Abflusskanäle auf dem Mars, da sie recht schnell ausgehöhlt wurden und sich dabei nur wenig tief eingraben konnten. Zusätzlich wurde Shalbatana Vallis im Laufe der Zeit mit verschiedenen Materialien aufgefüllt und war anfangs noch etwas tiefer.
Prägende Kräfte von unten und oben
Nicht nur das Tal wurde im Laufe der Zeit aufgefüllt. Auch große Einschlagskrater auf der umliegenden Ebene wurden fast vollständig verschüttet („buried impact crater“). Lediglich kleine Hügel in kreisförmiger Anordnung, die einst Teil des Kraterrandes waren, weisen auf deren Existenz hin.
Die flache Hochebene ist mit Hügeln und tafelbergartigen Restbergen übersät. („hills and mesas“). Diese widerstandsfähigen Überreste einer ehemals zusammenhängenden Oberflächenschicht, die im Laufe der Zeit erodiert wurde, werden „Zeugenberge“ genannt. Das auf der Ebene liegende Füllmaterial könnte aus vulkanischen Ablagerungen bestehen. An manchen Stellen wirkt die Oberfläche regelrecht „zerknittert“ – ein typisches Merkmal erkalteter, geschrumpfter und gestauchter Lavaströme. Solche Faltenkämme („wrinkle ridges“) entstehen, wenn sich abkühlendes, geschichtetes Material an der Oberfläche zusammenzieht und leicht faltet.
Noch bevor sich ein Seitenarm von Shalbatana Vallis in die vulkanisch verfüllte Landschaft grub, existierte der Einschlagskrater am unteren linken Bildrand („impact crater with ejecta blanket“). Seine Auswurfdecke wird von dem Flusstal durchschnitten. Dennoch sind die Auswurfdecken der drei größten Krater in diesem Gebiet noch nicht stark erodiert und heute noch sehr gut erkennbar.
Bildverarbeitung
Die Bilder wurden am 22. Oktober 2024 während der Mars-Express-Umlaufbahn 26265 von der HRSC (High Resolution Stereo Camera) aufgenommen. Die Bodenauflösung beträgt etwa 22 Meter pro Pixel. Das Bild ist auf etwa 12 Grad Nord und 317 Grad Ost zentriert. Das Farbbild wurde aus Daten des Nadir-Kanals, dessen Sichtfeld senkrecht zur Marsoberfläche ausgerichtet ist, sowie den Farbkanälen der HRSC erstellt. Die schräge perspektivische Ansicht wurde aus dem digitalen Geländemodell sowie dem Nadir- und den Farbkanälen der HRSC generiert. Das Anaglyphenbild, das bei Betrachtung mit einer Rot-Blau- oder Rot-Grün-Brille einen dreidimensionalen Eindruck der Landschaft vermittelt, wurde aus dem Nadir-Kanal und einem Stereokanal abgeleitet. Die farbcodierte topografische Ansicht basiert auf einem digitalen Geländemodell (DGM) der Region, aus dem die Topografie der Landschaft abgeleitet werden kann.
Die hochauflösende Stereokamera wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt und in Zusammenarbeit mit Beteiligung aus der Industrie gebaut (EADS Astrium, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena-Optronik GmbH). Das Wissenschaftsteam unter der Leitung von Dr. Daniela Tirsch, Principal Investigator (PI), besteht aus 50 Co-Investigatorinnen und Co-Investigatoren aus 35 Institutionen in elf Ländern. Die Kamera wird vom DLR-Institut für Weltraumforschung in Berlin-Adlershof betrieben.
