Vom Windgott Aeolus aufgetürmt: Dünen im Krater ‚Kaiser‘ auf dem Mars
15. Juli 2026 | Mission Mars Express
Vom Windgott Aeolus aufgetürmt: Dünen im Krater ‚Kaiser‘ auf dem Mars
Dunkle Dünen mit metallischem Glanz im Krater Kaiser auf dem Mars
Im Süden des rund 200 Kilometer großen Kraters Kaiser im Marshochland existiert ein großes, dunkles Dünenfeld aus Sanden vulkanischen Ursprungs. Der metallische Eindruck entsteht durch helle Raureif-Ablagerungen an ihren südwärts gerichteten Hängen. Diese Aufnahme wurde in der zweiten Hälfte des Süd-Winters auf dem Mars erstellt. Die Bildbreite beträgt etwa 20 Kilometer.
Die saisonale Eiskappe der beiden Marspole dehnt sich im jeweiligen Winter auf der Nord- bzw. Südhalbkugel bis zum 50. Breitengrad aus. Dabei fallen Kohlendioxid-Eiskristalle aus der kalten Atmosphäre auf die Oberfläche. Die Ablagerungen halten sich über den Winter hinaus bis in die ersten Wochen des Frühlings. Im Krater links ist ein solches Raureif-Feld am inneren südlichen Rand zu sehen.
3D- (Anaglyphen) Bild des Südens des Mars-Kraters Kaiser
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 17 Metern pro Bildpunkt ermöglicht die Visualisierung selbst kleinster topographischer Merkmale, wie beispielsweise die zum Teil über hundert Meter hohen Transversal- und Sicheldünen.
Bilder der deutschen Stereokamera HRSC zeigen verschiedene Arten von Dünen am Boden eines großen Einschlagkraters auf dem Mars.
Raureif sorgt für metallischen Glanz auf Dünen und Kraterhängen.
Ein kilometerhoher „Staubteufel“ zeigt Wind in Aktion.
HRSC ist ein vom DLR entwickeltes Kameraexperiment an Bord der europäischen Mission Mars Express.
Seit 2004 schickt HRSC zuverlässig Aufnahmen des Mars zur Erde, aus denen digitale Geländemodelle generiert werden.
Schwerpunkte: Raumfahrt, Exploration, Mars
Wenn man das Wort „äolisch“ hört, denkt man vielleicht an die Inselgruppe nördlich von Sizilien, wo in der Mythologie der Antike die Heimat des Windgottes Aeolos vermutet wurde. Auf unserem Nachbarplaneten – wie auch auf der Erde – geht es in diesem Kontext um windbedingte Ablagerungs- oder Abtragungsprozesse. Neue Bilddaten der deutschen Stereokamera HRSC an Bord der europäischen Mars Express-Mission zeigen ein großes dunkles Dünenfeld auf dem Boden des über 200 Kilometer großen Kraters Kaiser im südlichen Hochland.
HRSC wurde vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt und schickt seit Januar 2004 Aufnahmen zur Erde. Aus den Stereobilddaten werden digitale Geländemodelle berechnet. So kann der „Rote Planet“ topographisch kartiert und seine Oberfläche dreidimensional visualisiert werden. Dies ermöglicht die Rekonstruktion geologischer Prozesse in der Frühzeit des Mars hinsichtlich Art und zeitlichem Ablauf. Auf der sich dynamisch verändernden Erde, deren Landschaften fast alle jünger als vier Milliarden Jahre sind, ist dieser Blick in ihre Entstehungszeit nicht möglich.
Sicheln verschmelzen in Feldern: Dünen in Noachis Terra
Topographische Übersichtskarte von Noachis Terra auf dem Mars mit den Krater Kaiser
Noachis Terra ist eine der ältesten Landschaften auf dem Mars. Vor circa vier Milliarden Jahren entstanden durch zahlreiche Asteroideneinschläge hunderte große Krater. HRSC fotografierte am 5. Oktober 2025 den hier eingezeichneten Bildstreifen, aus dem geologische und äolische Phänomene (in dem kleinen Rechteck) vorgestellt werden.
Credit:
NASA/JPL/USGS/MOLA; FU Berlin
Der Krater Kaiser liegt in einer der ältesten Regionen auf dem Mars, Noachis Terra. Sie war Namensgeber für die Noachische Periode, eine geologische Ära vor etwa 4,1 bis 3,7 Milliarden Jahren. Das hohe Alter der Landschaft lässt sich anhand der dicht mit großen Kratern übersäten Oberfläche abschätzen. Das Bild zeigt den südlichen Teil von Kaiser inmitten zahlreicher benachbarter Krater, darunter Greeley, Le Verrier und Neukum (siehe Übersichtskarte links). Namensgeber ist der deutsche Planetenforscher Gerhard Neukum (1944 bis 2014), ehemaliger Direktor des DLR-Instituts für Planetenerkundung (heute: Institut für Weltraumforschung) und „Vater“ der Stereokamera HRSC.
Benannt wurde der fast zwei Kilometer tiefe Krater Kaiser nach dem niederländischen Astronomen Frederik Kaiser (1808 bis 1872). Sein Durchmesser entspricht ungefähr der Distanz zwischen Stuttgart und München. Die rechte (nördliche) Seite des Bildes zeigt seinen Boden. In der Mitte des Bildes befindet sich sein südlicher Rand, während auf der linken Seite nahebei einige kleinere Einschlagskrater zu sehen sind.
Bei den dunklen und mit metallischem Glanz schimmernden Strukturen am Kraterboden handelt es sich um ein riesiges Dünenfeld und um einzelne Dünen aus dunklem, vulkanischem Material. Der metallische Eindruck entsteht durch helle Raureif-Ablagerungen an ihren südwärts gerichteten Hängen. Diese Aufnahme stammt aus der zweiten Hälfte des Süd-Winters auf dem Mars, wenn die Raureif-Bedeckung vom Südpol stellenweise bis hinauf in die mittleren Breiten anwächst.
Rund um Kaiser kann man verschiedene Dünen-Typen erkennen, die teilweise ineinander übergehen: Bei den einzelnen Dünen, die meist am Rand gelegen sind, handelt es sich um klassische Sicheldünen, auch Barchane genannt (siehe kommentiertes Bild). Immer wenn mehr Sand vom Wind abgelagert wird und folglich für Dünen „zur Verfügung steht“, verschmelzen die einzelnen Barchane miteinander. Es bilden sich sogenannte barchanoide Rücken. Sie sind eine Übergangsform zu dem Typ, der einen Großteil des Feldes einnimmt: Transversaldünen. Ihre Kämme stehen senkrecht zur Richtung des Windes und zeigen, genau wie die Ausrichtung der Barchane, dass dieser aus Westen kam.
Geologische und äolische Phänomene im Süden des Mars-Kraters Kaiser
Vom Wind getriebene Prozesse wirkten als „Landschaftsgestalter“ in diesem Gebiet im südlichen Mars-Hochland. Weit verbreitete Sicheldünen – Barchane – verschmelzen stellenweise zu größeren Rücken. Raureif lässt die Dünenfelder metallisch schimmern (‚barchans with frost‘). Auch an nach Süden ausgerichteten Kraterwällen hat sich stellenweise Raureif gehalten (‚frost on crater wall‘). An manchen steilen Kraterwänden sind Rinnen entstanden, deren Ursprung nicht geklärt ist (‚gullies‘). An einigen Stellen hat die Winderosion den Boden abgetragen und darunterliegende Schichten freigelegt. Sie erscheinen als helle Ablagerungen (‚light-toned deposits‘).
An einigen Stellen nahe des Dünenfeldes hat die Winderosion den Boden abgetragen und darunterliegende Schichten freigelegt. Sie erscheinen als helle Ablagerungen und deuten auf Tonminerale hin. Diese entstehen typischerweise durch Verwitterung des vulkanischen Ausgangsgesteins Basalt durch Kontakt mit Wasser. Wind kann man hier bei genauerem Hinschauen auch in Aktion erleben: Ein kleiner heller Fleck mit rotem Farbsaum ist ein Staubteufel, der sich gerade über die Oberfläche bewegt. Der lange Schatten dieser Windhose verrät, dass sie etwa zwei Kilometer emporragt. Dies ist ein weit verbreitetes Phänomen auf dem Mars und wurde mit Bildern der HRSC schon oft beobachtet.
Ein weiteres geologisches Merkmal von großem Interesse für die Forschung findet sich in einigen der kleineren Krater, wie beispielsweise dem im Inneren von Kaiser am rechten Bildrand und am Krater in der Bildmitte. Entlang ihrer inneren Wände sind schmale, hangabwärts verlaufende Rinnen deutlich zu erkennen. Wie diese Erosionsrinnen – im Englischen Gullies genannt – entstehen, ist bis heute nicht abschließend geklärt. Vieles spricht für trockene Hangrutschungen durch instabil gewordenes Hangmaterial, was vor allem auf sich heute noch verändernde Gullies zutrifft. Einige ältere Rinnen könnten auch im Zusammenhang mit Schmelzwasser oder kurzzeitig austretendem Grundwasser entstanden sein.
Hintergrundinfo
Die Bilder wurden am 5. Oktober 2025 während der Mars Express-Umlaufbahn 27461 von der HRSC-Kamera aufgenommen. Die Bodenauflösung beträgt etwa 17 Meter pro Pixel, und das Bild ist auf etwa 48 Grad Süd und 19 Grad Ost zentriert. Das Farbbild wurde unter Verwendung von Daten des Nadir-Kanals – dessen Sichtfeld senkrecht zur Marsoberfläche ausgerichtet ist – sowie der Farbkanäle 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 sich die Topografie der Landschaft ableiten lässt.
Die hochauflösende Stereokamera wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt und in Zusammenarbeit mit Beteiligung aus der Industrie gebaut (EADS Astrium – heute Airbus –, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena-Optronik GmbH). Das Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Daniela Tirsch, Principal Investigator (PI), besteht aus 50 Co-Investigatorinnen und Co-Investigatoren aus 35 Institutionen und elf Ländern. Die Kamera wird vom DLR-Institut für Weltraumforschung (ehemals DLR-Institut für Planetenforschung) in Berlin-Adlershof betrieben.
