Von den mehr als 74.000 bekannte Meteoriten– Gesteinsbrocken, die von kollidierenden Asteroiden oder Planeten auf die Erde fallen – nur etwa 385 Steine stammen vom Planeten Mars.
Für Wissenschaftler ist es nicht schwer herauszufinden, dass diese Meteoriten vom Mars stammen. Verschiedene Lander und Rover erforschen die Oberfläche des Mars schon seit Jahrzehnten. Einige der ersten Missionen –die Viking-Lander—hatte die Ausrüstung, um die Zusammensetzung der Atmosphäre des Planeten zu messen. Wissenschaftler haben gezeigt, dass man diese einzigartige atmosphärische Zusammensetzung des Mars in einige dieser Meteoriten.
Der Mars hat auch einzigartigen Sauerstoff. Alles auf der Erde, einschließlich der Menschen und der Luft, die wir atmen, besteht aus einer spezifischen Zusammensetzung des drei Isotope des Elements Sauerstoff: Sauerstoff-16, Sauerstoff-17 und Sauerstoff-18. Aber der Mars hat eine völlig andere Zusammensetzung – es ist wie ein geochemischer Fingerabdruck dafür, dass er ein Marsmensch ist.
Die auf der Erde gefundenen Marsmeteoriten geben Geologen wie ich Hinweise über die Zusammensetzung des roten Planeten und seine Geschichte der vulkanischen Aktivität. Sie ermöglichen es uns, den Mars zu untersuchen, ohne ein Raumschiff dorthin zu schicken. 140 Millionen Meilen entfernt.
Ein Planet der Paradoxe
Diese Marsmeteoriten entstanden aus einst glühend heißem Magma im Inneren des Mars. Als diese vulkanischen Gesteine abkühlten und kristallisierten, begannen die radioaktiven Elemente in ihnen zu zerfallen und wirkten als radiometrische Uhr Dadurch können Wissenschaftler feststellen, wann sie entstanden sind.
Aus diesen radiometrischen Altersangaben wissen wir, dass einige Marsmeteoriten nur 175 Millionen Jahre altdas – geologisch gesehen – ziemlich jung ist. Umgekehrt sind einige der Marsmeteoriten sind älterund entstand etwa zur gleichen Zeit, als der Mars selbst entstand.
Diese Marsmeteoriten erzählen die Geschichte eines Planeten, der während seiner gesamten Geschichte vulkanisch aktiv war. Tatsächlich besteht auch heute noch die Möglichkeit, dass Marsvulkane ausbrechen, obwohl Wissenschaftler noch nie einen solchen Ausbruch beobachtet haben.
In den Gesteinen selbst sind auch chemische Informationen enthalten, die darauf hinweisen, dass einige der wichtigsten Ereignisse auf dem Mars in seiner Frühgeschichte stattfanden. Der Mars entstand ziemlich schnellvor 4,5 Milliarden Jahren, aus Gas und Staub, aus denen das frühe Sonnensystem bestand. Dann, sehr bald nach seiner Entstehung, trennte sich sein Inneres in einen metallischen Kern und einen festen felsigen Mantel und eine Kruste.
Seitdem scheint das Innere des Mars kaum gestört worden zu sein – anders als auf der Erde, wo Plattentektonik hat das Innere der Erde aufgewühlt und homogenisiert. Um eine Analogie aus der Lebensmittelbranche zu verwenden: Das Innere der Erde ist wie ein Smoothie und das Innere des Mars wie ein Obstsalat.
Überreste eines Marsvulkans
Zu verstehen, wie der Mars eine so frühe und gewaltsame Jugend erlebte und dennoch heute noch vulkanische Aktivität aufweisen kann, ist ein Gebiet, das mich sehr interessiert. Ich würde gerne wissen, wie das Innere des Mars aussieht und wie seine innere Zusammensetzung erklären könnte, Merkmale wie Vulkaneauf der Oberfläche des roten Planeten.
Wenn Geologen Fragen zum Vulkanismus auf der Erde beantworten möchten, untersuchen sie normalerweise Lavaproben, die an verschiedenen Orten oder zu verschiedenen Zeiten aus demselben Vulkan ausgebrochen sind. Diese Proben ermöglichen es uns, lokale Prozesse, die für jeden Vulkan spezifisch sind, von planetarischen Prozessen zu unterscheiden, die in größerem Maßstab stattfinden.
Es stellt sich heraus, dass wir dasselbe für den Mars tun können. Die eher exotisch benannten Nakhlit- und Chassignit-Meteoriten sind eine Gruppe von Gesteinen vom Mars, die aus demselben Vulkansystem vor etwa 1,3 Milliarden Jahren.
Nakhlite sind basaltische Gesteineähnlich der Laven, die man in Island oder Hawaii finden würde, mit wunderschönen großen Kristallen eines Minerals namens Klinopyroxen. Chassignite sind Gesteine besteht fast ausschließlich aus dem grünen Mineral Olivin – Sie kennen vielleicht das Edelsteinqualitätsvariante dieses Minerals, Peridot.
Zusammen mit viel häufigere Shergottitedie ebenfalls aus Basaltgestein bestehen, und einige andere, exotischere Arten von Marsmeteoriten. Diese Meteoritenkategorien stellen die gesamten Gesteine dar, die Forscher vom roten Planeten besitzen.
Werden Nakhlite und Chassignite gemeinsam untersucht, können die Forscher mehrere Dinge über den Mars erfahren. Erstens: Als das geschmolzene Gestein, aus dem sie entstanden, an die Oberfläche sickerte und schließlich abkühlte und kristallisierte, schmolzen einige der umliegenden älteren Gesteine mit ihnen zusammen.
Dieses ältere Gestein existiert nicht in unserer Meteoritensammlung, also musste mein Team seine Zusammensetzung anhand der chemischen Informationen herausfinden, die wir von Nakhliten erhalten hatten. Aus diesen Informationen erfuhren wir, dass das ältere Gestein basaltischer Zusammensetzung war und sich chemisch von anderen Marsmeteoriten unterschied. Wir fanden heraus, dass es durch Kontakt mit Wasser und Salzwasser chemisch verwittert war.
Dieser ältere Stein ist ganz anders aus den Proben der Marskruste in unserer heutigen Meteoritensammlung. Tatsächlich ähnelt es viel mehr dem, was wir aufgrund der Daten von Rover-Missionen und Satelliten, die den Mars umkreisen, erwarten würden.
Wir wissen, dass die Magmen, aus denen Nakhlite und Chassignite entstanden, aus einem bestimmten Teil des Marsmantels stammen. Der Mantel ist der felsige Teil zwischen der Kruste und dem metallischen Kern des Mars. Diese Nakhlite und Chassignite stammen aus der festen, starren Schale an der Spitze des Marsmantels. bekannt als Mantellithosphäreund diese Quelle unterscheidet sie von den häufigeren Shergottiten.
Shergottite kommen aus mindestens zwei Quellen innerhalb des Mars. Sie könnten aus Teilen des Mantels direkt unter der Lithosphäre stammen oder sogar aus tiefer Manteldas sich näher am metallischen Kern des Planeten befindet.
Das Verständnis der Funktionsweise von Vulkanen auf dem Mars kann Aufschluss über zukünftige Forschungsfragen geben, die bei Missionen zu diesem Planeten beantwortet werden sollen. Es kann Wissenschaftlern auch dabei helfen zu verstehen, ob der Planet jemals bewohnbar war oder ob dies in Zukunft der Fall sein könnte.
Hinweise zur Bewohnbarkeit
Die aktiven geologischen Prozesse und Vulkane der Erde sind Teil dessen, was unseren Planeten bewohnbar macht. Die von Vulkanen austretenden Gase sind ein wesentlicher Bestandteil unserer Atmosphäre. Wenn es auf dem Mars also ähnliche geologische Prozesse gibt, könnte das eine gute Nachricht für die potenzielle Bewohnbarkeit des roten Planeten sein.
Der Mars ist allerdings viel kleiner als die Erde und Studien deuten darauf hin, dass er die chemischen Elemente verliert, die für eine nachhaltige Atmosphäre seit seiner Entstehung. In Zukunft wird es wahrscheinlich überhaupt nicht wie die Erde aussehen.
Unsere nächsten Schritte zum Verständnis des Mars liegen in der Erforschung der Entstehung der basaltischen Shergottit-Meteoriten. Dabei handelt es sich um eine vielfältige und komplexe Gruppe von Gesteinen, deren Alter zwischen 175 Millionen Jahren und 2,4 Milliarden Jahre oder so.
Die genauere Untersuchung dieser Meteoriten wird dazu beitragen, die nächste Generation von Wissenschaftlern auf die Analyse von mit dem Perseverance Rover gesammelten Gesteinen für die bevorstehende NASA-Mission vorzubereiten. Mission zur Rückführung von Marsproben.
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