Die Marsoberfläche wurde vor 3,5 Milliarden Jahren durch schnelle und heftige Überschwemmungen aus überquellenden Kraterseen geformt, heißt es in einer neuen Studie.
Forscher in Texas haben mithilfe von Satellitenbildern festgestellt, wie 262 durchbrochene Seen auf dem Roten Planeten die Marsoberfläche geformt haben.
Die Überschwemmungen, die wahrscheinlich nur wenige Wochen dauerten, erodierten mehr als genug Sediment, um den Lake Superior und Lake Ontario vollständig zu füllen, heißt es.
Obwohl es heute kein flüssiges Wasser auf dem Mars gibt, hatte der Rote Planet laut NASA vor etwa 4,3 Milliarden Jahren genug Wasser, um seine gesamte Oberfläche in einer etwa 137 Meter tiefen Flüssigkeitsschicht zu bedecken.
Schneller Vorlauf bis vor 3,5 Milliarden Jahren, und dieses Wasser war knapper – es wurde über Flüsse zwischen Kraterseen um den Planeten geleitet, ähnlich wie heute auf der Erde.
Überschwemmungen an diesen Seen schufen Flusstäler mit hohen Wänden aus zerklüfteten Felsen auf beiden Seiten, ähnlich wie die beeindruckenden heutigen Canyons der Erde.
Ein farbiges topografisches Bild, das Flusstäler auf dem Mars zeigt. Die Auslaufschlucht Loire Vallis (weiße Linie) entstand aus dem Überlauf eines Sees im Parana-Becken (weiß umrandet). Schwarze Linien zeigen andere Flusstäler an, die durch andere Prozesse als Seeüberläufe gebildet wurden. Das Bild ist ungefähr 650 Kilometer breit
Der Mars war nicht immer ein großer trockener rostiger Fels wie heute. Vor etwa 4,3 Milliarden Jahren hätte der Mars genug Wasser gehabt, um seine gesamte Oberfläche in einer etwa 137 Meter tiefen Flüssigkeitsschicht zu bedecken
“Wenn wir daran denken, wie Sedimente auf dem alten Mars durch die Landschaft bewegt wurden, waren Überschwemmungen von Seen weltweit ein wirklich wichtiger Prozess”, sagte Hauptautor Tim Goudge, Assistenzprofessor an der UT Jackson School of Geosciences der University of Texas at . Austin.
“Und dies ist ein etwas überraschendes Ergebnis, da sie so lange als einmalige Anomalien angesehen wurden.”
Die Forscher glauben, dass die wütenden Überschwemmungen entweder durch das Wasser ausgelöst wurden, das sich im Inneren des Kratersees bis zu dem Punkt füllte, an dem es begann, über den Rand zu fließen; oder als sich der See mit Wasser füllte, führte der Druck dieses Wassers auf das Innere des Kraters dazu, dass der Kraterrand versagte und Wasser abfließen konnte.
“So oder so, sobald das Wasser aus dem See strömte, würde es schnell einen Austrittsbruch und eine Schlucht schnitzen, mehr Wasser herausfließen lassen und so weitergehen, bis es schließlich nicht mehr erodieren konnte.” ‘, sagte Professor Goudge gegenüber MailOnline.
Der Forscher sagte auch, dass er glaubt, dass zu Beginn der frühen Geschichte des Mars mehr Wasser verfügbar war, aber dass es den Planeten nie vollständig bedeckt hat.
Auf der Erde ist die Flusserosion – das ständige Abtragen von Flussbett und Ufern durch die Kraft des Wassers – normalerweise ein langsamer Prozess.
Über Jahre und Jahre zieht sich das Küstenland zurück, da die Kraft des Wassers Sedimente abbricht.
Aber auf dem Mars spielten massive Überschwemmungen aus überquellenden Kraterseen eine überragende Rolle bei der Gestaltung der Marsoberfläche, rissen tiefe Abgründe und bewegten riesige Sedimentmengen.
Kraterseen waren auf dem Mars vor Milliarden von Jahren verbreitet, als der Rote Planet flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche hatte. Einige Krater könnten den Wasserwert eines kleinen Meeres aufnehmen.
Aber wenn das Wasser zu viel wurde, um es zu halten, würde es den Rand des Kraters durchbrechen und katastrophale Überschwemmungen verursachen, die Flusstäler in der Folge rissen.
Eine Studie aus dem Jahr 2019 unter der Leitung von Goudge, die in der Zeitschrift Geology veröffentlicht wurde, ergab, dass diese Ereignisse schnell passierten.
Fernerkundungsbilder von Satelliten, die den Mars umkreisen, haben es Wissenschaftlern ermöglicht, die Überreste von durchbrochenen Kraterseen des Mars zu untersuchen.
Die Überreste eines ehemaligen Kratersees auf dem Mars, umgeben von anderen kleineren Kratern. Die große Auslassschlucht (die spindeldürre blaue Delle oben links), die sich während eines Kraterdurchbruchs gebildet hat
Eine globale Karte des Mars mit Flusstälern rund um den Roten Planeten. Flusstäler, die von Kraterseebrüchen gebildet werden, sind weiß. Flusstäler, die sich im Laufe der Zeit gebildet haben, sind schwarz
Die Kraterseen und ihre Flusstäler seien jedoch meist einzeln untersucht worden, sagte Goudge.
Dies ist die erste Studie, die untersucht, wie die 262 durchbrochenen Seen auf dem Roten Planeten die Marsoberfläche insgesamt geformt haben.
Für die Studie überprüften die Forscher einen bereits existierenden Katalog von Flusstälern auf dem Mars und teilten sie in zwei Kategorien ein – Täler, die am Rand eines Kraters ihren Anfang nahmen, und Täler, die sich anderswo in der Landschaft bildeten.
Täler, die am Rand eines Kraters ihren Anfang nahmen, deuten darauf hin, dass sie sich während einer Überschwemmung eines Sees gebildet haben, während Täler, die sich an anderer Stelle in der Landschaft gebildet haben, auf eine allmählichere Bildung im Laufe der Zeit hindeuten.
Von dort aus verglichen die Wissenschaftler Tiefe, Länge und Volumen der verschiedenen Taltypen und fanden heraus, dass Flusstäler, die durch Kraterseebrüche gebildet wurden, fast ein Viertel des Flusstalvolumens des Roten Planeten erodieren, obwohl sie nur 3 Prozent der gesamten Tallänge ausmachen.
“Diese Diskrepanz wird durch die Tatsache erklärt, dass Auslassschluchten deutlich tiefer sind als andere Täler”, sagte der Koautor der Studie, Alexander Morgan, ein Forscher am Planetary Science Institute in Tucson, Arizona.
Mit 170,5 Metern (559 Fuß) ist die mittlere Tiefe eines Flusstals mehr als doppelt so groß wie die anderer Flusstäler, die im Laufe der Zeit allmählich entstanden sind und eine mittlere Tiefe von etwa 77,5 Metern haben.
Obwohl die Abgründe in einem geologischen Augenblick erschienen, könnten sie die umgebende Landschaft nachhaltig beeinflusst haben.
Überschwemmungen an den Marsseen schufen Flusstäler mit hohen Wänden aus zerklüfteten Felsen auf beiden Seiten, ähnlich wie die beeindruckenden Canyons auf der Erde heute. Im Bild der Colorado River, wie er durch den Marble Canyon fließt, bevor er in den berüchtigten Grand Canyon im Norden Arizonas eindringt
Die Studie legt nahe, dass die Brüche Canyons so tief durchkämmten, dass sie die Bildung anderer nahegelegener Flusstäler beeinflusst haben könnten.
Die Autoren sagten, dies sei eine mögliche alternative Erklärung für die einzigartige Topographie des Mars-Flusstals, die normalerweise dem Klima zugeschrieben wird.
Auf der Erde ist die Flusserosion in den meisten Fällen ein langsamer und stetiger Prozess, aber das bedeutet laut Goudge nicht, dass sie auf anderen Welten so funktionieren wird.
‘Wenn du füllst [the craters] mit Wasser gibt es dort viel gespeicherte Energie, die freigesetzt werden muss“, sagte Goudge. “Es macht Sinn, dass der Mars in diesem Fall eher von Katastrophen geprägt wird als die Erde.”
Die neue Studie wurde heute in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.