Wasser floss auf dem Mars eine Milliarde Jahre länger als gedacht

Caltech-Forscher verwendeten die Mars Reconnaissance Orbiter, um festzustellen, dass Oberflächenwasser erst vor 2 Milliarden Jahren Salzmineralien hinterlassen hat.

Der Mars war einst vor Milliarden von Jahren von Flüssen und Teichen durchzogen, die einen potenziellen Lebensraum für mikrobielles Leben boten. Als die Atmosphäre des Planeten im Laufe der Zeit dünner wurde, verdunstete dieses Wasser und hinterließ die gefrorene Wüstenwelt NASA‘s Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) studiert heute.

Es wird allgemein angenommen, dass das Wasser des Mars vor etwa 3 Milliarden Jahren verdunstet ist. Aber zwei Wissenschaftler, die Daten untersuchen, die MRO in den letzten 15 Jahren auf dem Mars gesammelt hat, haben Beweise gefunden, die diese Zeitachse erheblich verkürzen: Ihre Forschung zeigt Anzeichen von flüssigem Wasser auf dem Roten Planeten, das erst vor 2 Milliarden bis 2,5 Milliarden Jahren vorhanden war, was bedeutet, dass Wasser floss dort etwa eine Milliarde Jahre länger als bisherige Schätzungen.

Die Ergebnisse – veröffentlicht in AGU Fortschritte am 27. Dezember 2021 – im Mittelpunkt stehen die Chloridsalzablagerungen, die zurückgelassen wurden, als eisiges Schmelzwasser, das über die Landschaft floss, verdunstete.

Während die Form bestimmter Talnetzwerke darauf hindeutete, dass vor kurzem Wasser auf dem Mars geflossen sein könnte, liefern die Salzablagerungen die ersten mineralischen Beweise, die das Vorhandensein von flüssigem Wasser bestätigen. Die Entdeckung wirft neue Fragen darüber auf, wie lange mikrobielles Leben auf dem Mars hätte überleben können, falls es sich überhaupt jemals gebildet hat. Zumindest auf der Erde, wo es Wasser gibt, gibt es Leben.

Die Hauptautorin der Studie, Ellen Leask, führte einen Großteil der Forschung im Rahmen ihrer Doktorarbeit am Caltech in Pasadena durch. Sie und Caltech-Professorin Bethany Ehlmann verwendeten Daten des MRO-Instruments namens Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM), um die Chloridsalze im tonreichen Hochland der südlichen Hemisphäre des Mars zu kartieren – einem von Einschlagskratern übersäten Gelände. Diese Krater waren ein Schlüssel zur Datierung der Salze: Je weniger Krater ein Terrain hat, desto jünger ist es. Indem die Anzahl der Krater auf einem Bereich der Oberfläche gezählt wird, können Wissenschaftler sein Alter schätzen.

MRO hat zwei Kameras, die sich perfekt für diesen Zweck eignen. Die Context Camera mit ihrem Schwarz-Weiß-Weitwinkelobjektiv hilft Wissenschaftlern, das Ausmaß der Chloride zu kartieren. Um hineinzuzoomen, wenden sich die Wissenschaftler der Farbkamera des High-Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) zu, mit der sie Details sehen können, die so klein sind wie ein Mars-Rover aus dem Weltraum. (Siehe Bild unten für ein Beispiel.)

Diese Animation zeigt die Position des NASA-Rover Curiosity, als er zwischen dem 31. Mai und dem 20. Juli 2019 337 Meter (1.106 Fuß) durch ein Gebiet des Mount Sharp reiste, das als „lehmhaltige Einheit“ bezeichnet wird. Jedes dieser beiden Bilder wurde von der HiRISE-Kamera auf dem Mars Reconnaissance Orbiter der NASA. Das erste Bild zeigt den Rover, der als grauer Fleck erscheint, an einem Ort namens „Woodland Bay“ (oben Mitte). Das zweite zeigt „Sandside Harbour“ (unten in der Mitte, in der Nähe des dunklen Sandflecks). Schauen Sie genau hin und Sie können sogar die Spuren des Rovers rechts neben dem zweiten Bild sehen. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Leask und Ehlmann verwendeten beide Kameras zur Erstellung digitaler Höhenkarten und fanden heraus, dass sich viele der Salze in Senken befanden – einst die Heimat flacher Teiche – auf sanft abfallenden Vulkanebenen. Die Wissenschaftler fanden auch in der Nähe gewundene, trockene Kanäle – ehemalige Bäche, die einst Oberflächenabfluss (von gelegentlichem Schmelzen von Eis oder Permafrost) in diese Teiche geleitet haben. Die Kraterzählung und der Nachweis von Salzen auf vulkanischem Gelände ermöglichten es ihnen, die Ablagerungen zu datieren.

„Erstaunlich ist, dass MRO nach mehr als einem Jahrzehnt der Bereitstellung von hochauflösenden Bild-, Stereo- und Infrarotdaten neue Entdeckungen über die Natur und den zeitlichen Verlauf dieser mit Flüssen verbundenen alten Salzbecken vorangetrieben hat“, sagte Ehlmann, stellvertretender Direktor von CRISM Ermittler. Ihr Co-Autor Leask ist jetzt Postdoktorand am Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University, das CRISM leitet.

Die Salzmineralien wurden erstmals vor 14 Jahren vom Mars Odyssey Orbiter der NASA entdeckt, der 2001 gestartet wurde. MRO, das über Instrumente mit höherer Auflösung als Odyssey verfügt, wurde 2005 gestartet und untersucht seitdem neben vielen anderen Merkmalen des Mars die Salze . Beide werden vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien verwaltet.

„Ein Teil des Wertes von MRO besteht darin, dass unsere Sicht auf den Planeten im Laufe der Zeit immer detaillierter wird“, sagte Leslie Tamppari, stellvertretende Projektwissenschaftlerin der Mission JPL. „Je mehr von dem Planeten wir mit unseren Instrumenten kartieren, desto besser können wir seine Geschichte verstehen.“

Referenz: „Evidence for Deposition of Chloride on Mars From Small-Volume Surface Water Events into the Late Hesperian-Early Amazonian“ von Ellen K. Leask und Bethany L. Ehlmann, 27. Dezember 2021, AGU Fortschritte.
DOI: 10.1029/2021AV000534

Mehr über die Mission

JPL, eine Abteilung von Caltech in Pasadena, Kalifornien, verwaltet die MRO-Mission für das Science Mission Directorate der NASA in Washington. Die University of Arizona in Tucson betreibt HiRISE, das von Ball Aerospace & Technologies Corp. in Boulder, Colorado, gebaut wurde. MARCI und die Context Camera wurden beide von Malin Space Science Systems in San Diego gebaut und werden von ihr betrieben.