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Gab es einen Ozean auf dem Mars?

Ein Netzwerk riesiger Brüche bedeckt Utopia Planitia im nördlichen Tiefland des Mars

Donnerstag, 8. September 2016

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  • Blick auf das Bruchsystem im Einschlagbecken Utopia Planitia auf dem Mars
    Blick auf das Bruchsystem im Einschlagbecken Utopia Planitia

    Diese Farbaufsicht wurde aus dem senkrecht auf die Marsoberfläche gerichteten Nadirkanal und den Farbkanälen der HRSC erstellt. Es zeigt ein Netzwerk riesiger Brüche in Utopia Planitia. Neue Forschungsergebnisse bringen die Bildung solcher "Polygone" in dieser Region in Verbindung mit einem ehemaligen Ozean im nördlichen Tiefland des Mars. Einige der Gräben weisen dunkle Ablagerungen auf, die sich entlang der Grabenoberkante ziehen. Es ist denkbar, dass es sich hierbei um Austritte dunkler, feinkörniger Aschelagen handelt. Sie sind vielerorts die Quelle der auf dem Mars weit verbreiteten dunklen Dünensande.

  • Perspektivische Ansicht des Bruchsystems in Utopia Planitia auf dem Mars
    Perspektivische Ansicht des Bruchsystems in Utopia Planitia

    Diese perspektivische Schrägansicht wurde aus den Stereokanälen der vom DLR betriebenen, hochauflösenden Stereokamera HRSC (High Resolution Stereo Camera) an Bord der europäischen Raumsonde Mars Express berechnet. Ein Netzwerk riesiger Brüche bedeckt das verschüttete Einschlagsbecken Utopia Planitia. Es durchmisst 2000 Kilometer und befindet sich im nördlichen Tiefland des Mars. Diese als "Polygone" bezeichneten Oberflächenstrukturen lassen darauf schließen, dass hier einst ein Ozean existierte.

  • Anaglyphenbild eines Teils der Region Utopia Planitia auf dem Mars
    Anaglyphenbild eines Teils der Region Utopia Planitia

    Aus dem senkrecht auf die Marsoberfläche gerichteten Nadirkanal des vom DLR betriebenen Kamerasystems HRSC auf der ESA-Sonde Mars Express und einem der vier schrägblickenden Stereokanäle lassen sich sogenannte Anaglyphenbilder erzeugen. Sie ermöglichen bei der Verwendung einer Rot-Blau- oder Rot-Grün-Brille einen realistischen, dreidimensionalen Blick auf die Landschaft. Das labyrinthartige Bruchsystem, das auf der Aufnahme zu sehen ist, besteht aus bis zu zwei Kilometer breiten Gräben, die kreuz und quer verlaufen und so polygonartige Strukturen mit einem Durchmesser von fünf bis 20 Kilometer bilden.

  • Topographische Bildkarte eines Teils der Region Utopia Planitia auf dem Mars
    Topographische Bildkarte eines Teils der Region Utopia Planitia

    Aus den Stereo-Bilddaten des HRSC-Aufnahmesystems lassen sich digitale Geländemodelle ableiten, die jedem Bildpunkt auf der Marsoberfläche einen Höhenwert zuordnen. Das Bezugsniveau für die Höhenwerte ist das sogenannte Areoid, eine gedachte Fläche gleicher Anziehungskraft, die dem Meeresspiegel auf der Erde entspricht. Anhand der Farbskala rechts oben im Bild lässt sich die Verteilung der Höhenwerte anschaulich ablesen.

  • Topographische Übersichtskarte über einen Teil der Region Utopia Planitia auf dem Mars
    Topographische Übersichtskarte über einen Teil der Region Utopia Planitia

    Die Aufnahmen der HRSC-Kamera (High Resolution Stereo Camera) entstanden am 21. Juni 2016 während Orbit 15804 von Mars Express. Die Bildauflösung beträgt 15 Meter pro Bildpunkt (Pixel). Die Bildmitte liegt bei etwa 101 Grad östlicher Länge und 39 Grad nördlicher Breite. Das Netzwerk riesiger Brüche in der Region Utopia Planitia wird in Verbindung mit einem ehemaligen Ozean im nördlichen Tiefland des Mars gebracht.

Ein Netzwerk riesiger Brüche bedeckt Utopia Planitia - ein verschüttetes, 2000 Kilometer durchmessendes Einschlagsbecken im nördlichen Tiefland des Mars, das bereits 1976 das Ziel der amerikanischen Landesonde Viking 2 war. Diese als "Polygone" bezeichneten Oberflächenstrukturen lassen darauf schließen, dass hier einst ein Ozean existierte.

Die Bilder stammen vom 21. Juni 2016 und wurden von der vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) betriebenen, hochauflösenden Stereokamera HRSC (High Resolution Stereo Camera) an Bord der europäischen Raumsonde Mars Express aufgenommen. Das labyrinthartige Bruchsystem, das auf den Aufnahmen zu sehen ist, besteht aus bis zu zwei Kilometer breiten Gräben, die kreuz und quer verlaufen und so polygonartige Strukturen mit einem Durchmesser von fünf bis 20 Kilometer bilden.

Riesige Polygone, "pfannkuchenförmige" Kraterränder und dunkle Gräben

Neue Forschungsergebnisse bringen die Bildung solcher riesigen Polygone (lateinisch für "Vielecke") in der Region Utopia Planitia in Verbindung mit einem ehemaligen Ozean. Es ist denkbar, dass sie sich durch Verfestigung von feinkörnigen Sedimenten auf einem unebenen Untergrund gebildet haben.

Feinkörnige Sedimente wie beispielsweise Schlamm werden in großen stehenden Gewässern wie Ozeanen oder Seen abgelagert. Die frühere Oberfläche, die jetzt durch Sedimente bedeckt ist, könnte einmal ähnlich uneben wie die südlichen Hochländer des Mars gewesen sein. Durch tektonische Prozesse riss dann zu einem späteren Zeitpunkt die Oberfläche auf. Die Polygone sind in Größe und Form ähnlich zu solchen auf der Erde, die im flachen Meer durch die Verdrängung von Wasser in feinkörnigen Ablagerungen entstehen.

Auf den Bildern erkennt man auch einige Einschlagskrater. Die Form der sogenannten Auswurfdecken der Krater in dieser Region kann man als "pfannkuchenartig" beschreiben - diese Form deutet darauf hin, dass es zur Zeit des Einschlags Eis und/oder Wasser im Untergrund gegeben hat. Dieses ist beim Einschlag geschmolzen beziehungsweise ausgetreten und hat sich mit dem herausgeschleuderten Material vermischt, sodass eine schlammige Masse aus dem Krater geflossen ist.

Einige der Gräben weisen dunkle Ablagerungen auf, die sich entlang der Grabenoberkante ziehen. Es ist denkbar, dass es sich hierbei um Austritte dunkler, feinkörniger Aschelagen handelt. Sie sind vielerorts die Quelle der auf dem Mars weit verbreiteten dunklen Dünensande. Auffällig ist auch, dass diese dunklen Linien meist auf der sonnenzugewandten Seite der Abhänge auftreten. Wissenschaftler vermuten daher, dass das Austreten der Aschelagen unter der Deckschicht aus Eis, Geröll und Staub durch die Sonneneinstrahlung begünstigt wird. Demnach sublimiert das Eis an den erwärmten Hangbereichen (es geht also direkt in den gasförmigen Zustand über und entschwindet in die Atmosphäre), wodurch die nun unzementierte Deckschicht aus Geröll und Staub abrutschen oder abgetragen werden kann. In Folge dessen kommen die Aschelagen zum Vorschein.

  • Bildverarbeitung

    Die Aufnahmen mit der HRSC (High Resolution Stereo Camera) entstanden am 21. Juni 2016 während Orbit 15804 von Mars Express. Die Bildauflösung beträgt 15 Meter pro Bildpunkt (Pixel). Die Bildmitte liegt bei etwa 101 Grad östlicher Länge und 39 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 Stereokanälen 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 einem Stereokanal 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 Marskugel.

  • Das HRSC-Experiment

    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 der Leitung des Principal Investigators (PI) Prof. Dr. Ralf Jaumann besteht aus 52 Co-Investigatoren, die aus 34 Institutionen und elf Nationen stammen. Die Kamera wird vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof betrieben. Die hier gezeigten Darstellungen wurden von der Planetary Sciences Group an der Freien Universität Berlin erstellt.

     

Zuletzt geändert am:
26.09.2016 13:03:26 Uhr

Kontakte

 

Prof. Dr. Ralf Jaumann
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Planetenforschung, Planetengeologie

Tel.: +49 30 67055-400

Fax: +49 30 67055-402
Elke Heinemann
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Politikbeziehungen und Kommunikation

Tel.: +49 2203 601-2867

Fax: +49 2203 601-3249
Ulrich Köhler
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

DLR-Institut für Planetenforschung

Tel.: +49 30 67055-215

Fax: +49 30 67055-402