Studienergebnisse zeigen, dass das Wasser im Gale-Krater des Mars länger anhielt als bisher angenommen

Vor Milliarden von Jahren gab es auf dem Mars reichlich Wasser und in seinem Gale-Krater befand sich ein See. Allmählich veränderte sich das Klima, der Rote Planet trocknete aus und es entstand die staubige Wüstenwelt, die wir heute kennen.

Jetzt hat ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Imperial Anzeichen dafür gefunden, dass es im Gale-Krater des Mars – einem Becken mit 154 Kilometern Durchmesser südlich des Äquators – reichlich Wasser gab, lange nachdem der Planet als trocken und unwirtlich galt.

Die Ergebnisse haben Auswirkungen auf unser Verständnis des sich verändernden Marsklimas und darauf, wo wir jetzt nach Anzeichen für Bewohnbarkeit suchen.

Anhand von Daten und Bildern des NASA-Rover Curiosity fanden die Forscher Hinweise: deformierte Schichten innerhalb eines Wüstensandsteins, die ihrer Meinung nach nur durch Wasser entstanden sein könnten.

Sie stimmen zwar darin überein, dass Wasser vorhanden war, sind sich jedoch nicht sicher, ob es als unter Druck stehende Flüssigkeit, als Eis oder als Salzlösung existierte.

Der Hauptautor Dr. Steven Banham vom Department of Earth Science and Engineering des Imperial College London sagte: „Der Sandstein zeigte, dass es wahrscheinlich erst in jüngerer Zeit und länger als bisher reichlich Wasser gab – aber durch welchen Prozess hinterließ das Wasser diese Hinweise?“

„Bei diesem Wasser handelte es sich möglicherweise um eine unter Druck stehende Flüssigkeit, die in das Sediment gedrückt wurde und diese verformte; es könnte gefroren sein, wobei der wiederholte Gefrier- und Auftauvorgang die Verformung verursachte; oder salzig und starken Temperaturschwankungen unterworfen sein.“

„Es ist klar, dass hinter jeder dieser möglichen Möglichkeiten, diesen Sandstein zu verformen, Wasser die gemeinsame Verbindung ist.“

Die Ergebnisse sind veröffentlicht In Geologie.

Eine Oase in der Wüste

Wissenschaftler gehen davon aus, dass das meiste Oberflächenwasser auf dem Mars in der Mitte der Hesperien-Periode, die 3,7 bis 3,0 Milliarden Jahre dauerte, verloren ging.

Diese neuen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass Wasser im Untergrund, nahe der Marsoberfläche, in Richtung des späteren Hesperiums, tatsächlich immer noch reichlich vorhanden war.

Um das frühere Klima des Planeten und seine Eignung für Leben besser zu verstehen, nutzen Forscher den Rover Curiosity, um nach Hinweisen in den Gesteinsschichten des Mars zu suchen. Die Arbeit ist Teil der Mars Science Laboratory-Mission der NASA.

Curiosity erforscht seit 2012 den Gale-Krater und die Nordflanke seines Zentralbergs, Mount Sharp genannt. Der Krater beherbergt einen 5,5 km hohen Berg, der in Schichten aufgebaut wurde – zunächst durch einströmende See- und Flusssedimente und später durch Wüstensedimente und Winde während der angeblichen Austrocknungsperiode des Mars.

Mit der wichtigsten wissenschaftlichen Kamera von Curiosity, dem sogenannten Mastcam-Instrument, sammelten die Forscher Bilder der Sedimentschichten des Mount Sharp, um „Fingerabdrücke“ dafür zu finden, wie sich die Gesteine ​​gebildet haben. Sie untersuchten die Steine, die in dieser inzwischen sandigen Wüste abgelagert waren, und fanden Strukturen innerhalb des angedeuteten Wassers.

Dr. Banham sagte: „Wenn Sedimente durch fließendes Wasser in Flüssen oder durch den Wind bewegt werden, hinterlassen sie charakteristische Strukturen, die wie Fingerabdrücke der alten Prozesse wirken können, die sie gebildet haben.“

Felsige Fingerabdrücke

Als der Rover den Berg hinaufstieg, stieß er auf immer jüngeres Gestein, das sich in immer trockeneren Umgebungen ablagerte. Schließlich erreichte es eine über den Berghang gehüllte Sandsteinablagerung, die als Stimson-Formation bekannt ist – das erhaltene Relikt einer Wüste mit großen Sanddünen.

Die gesammelten Bilder zeigten, dass die Formation nach der Entstehung des Mount Sharp während der angeblichen Austrocknungsperiode des Mars abgelagert wurde. Sie enthüllten auch, dass ein Teil der Formation, die sogenannte Feòrachas-Struktur, Merkmale enthielt, die eindeutig durch Wasser beeinflusst worden waren.

Co-Autorin der Studie, Amelie Roberts, Ph.D. Ein Kandidat vom Department of Earth Science and Engineering des Imperial College London sagte: „Normalerweise sedimentieren die vom Wind abgelagerten Schichten auf sehr regelmäßige und vorhersehbare Weise. Überraschenderweise stellten wir fest, dass diese vom Wind abgelagerten Schichten seltsame Formen annahmen, was darauf hindeutet, dass der Sand dies getan hat.“ kurz nach der Ablagerung deformiert worden. Diese Strukturen deuten auf das Vorhandensein von Wasser direkt unter der Oberfläche hin.“

„Die Sedimentschichten im Krater zeigen im Laufe der Zeit eine Verschiebung von einer feuchten zu einer trockeneren Umgebung – was den Übergang des Mars von einer feuchten und bewohnbaren Umgebung zu einer unwirtlichen Wüstenwelt widerspiegelt. Aber diese durch Wasser gebildeten Strukturen im Wüstensandstein zeigen das.“ Wasser blieb auf dem Mars viel später bestehen als bisher angenommen.

Die Entdeckung der Forscher hat Auswirkungen auf zukünftige Weltraumforschungsmissionen, insbesondere auf die Suche nach Lebenszeichen außerhalb der Erde. Auf dem Mars galten die Stimson-Formation und ähnliche Wüstensandsteine ​​bisher als weniger vielversprechende Ziele bei der Suche nach Biosignaturen – Beweisen für vergangenes Urleben – auf dem Mars. Das Auffinden dieser durch Wasser gebildeten Strukturen ändert diese Vorstellung.

Dr. Banham sagte: „Die Feststellung, ob der Mars und andere Planeten einst in der Lage waren, Leben zu unterstützen, ist seit mehr als einem halben Jahrhundert eine wichtige treibende Kraft für die Planetenforschung. Unsere Ergebnisse zeigen neue Wege für die Erforschung auf und werfen Licht auf das Unterstützungspotenzial des Mars.“ Leben und zeigt auf, wo wir weiter nach neuen Hinweisen suchen sollten.

Auf dem Mars wurden keine Lebenszeichen gefunden, und der breitere Konsens geht davon aus, dass jedes, was wir in der Zukunft finden könnten, auf das primitivste Urleben hinweisen würde – vielleicht so einfach wie sich selbst reproduzierende Moleküle.

Amelie sagte: „Unsere Entdeckung erweitert die Zeitspanne, in der Wasser in der Region um den Gale-Krater verblieben ist, sodass die gesamte Region länger als bisher angenommen bewohnbar gewesen sein könnte.“