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Phoenix-Grabungsstelle auf dem Mars. | Copyright: NASA

Mofett Field/ USA - Eine neue Analyse von Messdaten des mobilen Marslabors "Phoenix" widerspricht früheren Vermutungen, dass - aufgrund darin vorhandener Oxidationsmittel - der Marsboden für Leben ungeeignet sein könnte. Vielmehr gibt es offenbar kaum unterschiede zu irdischen Böden.

1976 untersuchte die Mars-Sonde "Viking" zum ersten Mal Bodenproben auf dem Mars. Die damaligen Werte deuteten aufgrund vermeintlich zu hoher Anteile an stark oxidierenden Bestandteilen daraufhin, dass die Oberfläche des Roten Planeten alles andere als eine lebensfreundliche Umgebung darstellen könnte.

Untersuchungen durch die Labor-Einheit der "Phoenix"-Mission bestätigten dann 2008 ebenfalls Perchlorate im Marsboden (...wir berichteten). Eine neue Analyse der Phoenix-Daten belegt nun, dass trotz des Perchlorats der Boden des Mars lebensfreundlich ist.

Wie das Team um Richard C. Quinn vom "Carl Sagan Center" am "SETI Institute" und vom "Ames Research Center" der NASA im Fachmagazin "Geophysical Research Letters" berichten, zeigen die Daten des "Wet Chemistry Laboratory" an Bord der Phoenix-Sonde, dass im Marsboden zwar oxidierende Bestandteile vorhanden sind, deren Menge jedoch so gering ist, dass sich der Marsboden kaum von lebensfreundlichen Böden auf der Erde unterscheidet.

Schon angesichts des Nachweises der Perchlorate 2008 zweifelten Wissenschaftler daran, dass Perchlorate Leben im Marsboden kategorisch ausschließen würden und erläuterten, dass obwohl Perchlorate, die als starke Oxidationsmittel und brandfördernde Substanzen bekannt sind, selbst in irdischen Böden - etwa in der Atacamawüste - vorkommen und es dort Pflanzen gibt, die selbst in stark Perchlorate-haltigen Böden gedeihen. Einige Mikroorganismen ernähren sich sogar aus biochemischen Prozessen, die auch Perchlorate enthalten.

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Mineralreiche Vertiefungen im "Noctis Labyrinthus". | Copyright: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Tucson/ USA - Erneut haben Wissenschaftler anhand der Daten der NASA-Sonde "Mars Reconnaissance Orbiter" (MRO) Hinweise auf Mineralien gefunden, wie sie nur unter Anwesenheit von Wasser entstehen. Der Unterschied zu ähnlichen früheren Funden in anderen Marsregionen ist jedoch bedeutsam, sind Orte, an welchen die aktuellen Funde gemacht wurden doch geologisch betrachtet deutlich jünger und belegen damit auch, dass die Geschichte des flüssigen Wassers auf dem Mars hier unterschiedlich verlief als anderswo auf dem Roten Planeten.

Wie die Forscher um Catherine M. Weitz vom "Planetary Science Institute" (psi.edu) im Fachjournal "Geology" berichten, handelt es sich um zwei geologische Vertiefungen im sogenannten "Noctis Labyrinthus" (Labyrinth der Nacht), dem westlichen Ausläufer des Grabenbruchsystems "Valles Marineris", in welchen das Spektrometer der Sonde reichhaltige Mineralablagerungen nachweisen konnte, wie sie für gewöhnlich nur aufgrund der Anwesenheit von flüssigem Wasser entstehen. "Die Tonschichten aus Eisen/Magnesium(Fe/Mg)-Smektiten in Noctis Labyrinthus sind wesentlich jünger als anhand anderer Funde in sehr altem Marsgestein", so Weitz.

Bei Smektiten handelt es sich um Tonmineralien, die sich durch Einlagerung von Wasser schnell ausdehnen können und durch die Umwandlung anderer Silikatminerale in Anwesenheit von säurefreiem Wasser entstehen. Bei den Fundorten handelt es sich um geologische Einbrüche in welchen Gesteinsschichten auf einer Größe von 30 bis 40 Kilometern bis zu 300 Meter tief offen liegen.


Panoramablick auf den Mars-Grabenbruch "Noctis Labyrinthus".(Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: NASA/JPL-Caltech/ASU

Beide Bodenvertiefungen erlebten offenbar mehrere Phasen, in welchen sie teilweise mit Wasser gefüllt waren. Beide Gruben dehnten sich mit der Zeit immer wieder aus und stürzten ein. Dadurch wurden ältere Minerale vergraben und so zunächst von späteren, neueren Ablagerungen getrennt, dann aber durch Erosion teilweise wieder zutage gefördert.

Das Wasser, so vermuten die Forscher, wurde möglicherweise durch Vulkanismus der westlich gelegenen Tharsis-Vulkane unterhalb der Oberfläche erzeugt und füllte wahrscheinlich so die beiden Gruben. Auch lokaler Vulkanismus könnte Asche, Gase, hydrothermale Aktivität sowie Schnee- und Eisschmelzen innerhalb der Vertiefungen hervorgerufen haben und so die unterschiedlichen Mineralien entstehen lassen.

Die bislang nachgewiesenen Minerale deuten daraufhin, dass der pH-Wert des Wassers über die Zeiten in den Vertiefungen von säurehaltig bis neutral variierte.

Fe/Mg-Smektite wurden zwar schon zuvor an zahlreichen anderen Orten auf dem Mars entdeckt, dann jedoch immer in Verbindung mit deutlich älteren Gesteinsschichten der "Noachischen Periode", deren Alter mehr als 3,6 Milliarden Jahre beträgt oder aber mit jüngeren Einschlagsereignissen. Nach dieser Phase, so setzen es die bisherigen Klimamodelle für den Mars voraus, setzte eine Periode der Mineralentstehung unter deutlich säurehaltigeren Umständen, etwa schwefelhaltiger Salze (Sulfate), auf dem Roten Planeten ein.

Weitz und ihre Kollegen haben nun zwar die gleichen Sulfate und Fe/Mg-Smektite auch in den Noctis Labyrinthus-Vertiefungen entdeckt, doch die Entwicklung der Minerale von Sulfaten zu Fe/Mg-Smektiten deute auf im Vergleich zu anderen Fundorten auf umgekehrte Vorgänge hin: "Diese Tone bildeten sich durch beständig vorhandenes Wasser unter neutralen bis hin zu basischen Bedingungen, vor zwei bis drei Milliarden Jahren. Dies deutet daraufhin, dass diese beiden Vertiefungen einzigartig sind und lebensfreundliche Bedingungen noch sehr viel länger als die meisten anderen Marsregionen bewahrt haben", erläutert die Koautorin der Studie Janice Bishop vom "SETI Institute" und dem "Ames Research Center" der NASA.

"Diese Vertiefungen wären ein faszinierender Ort für eine Erforschung durch einen Rover", so Weitz. "Leider stellt das schroffe du holprige Terrain einen für die Landung und Navigation sehr unsicheren Ort dar."

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Info-Animation über den Transport von Wasserdampf innerhalb der Marsatmosphäre | Copyright: ESA/AOES Medialab

Guyancourt / Frankreich - Neue Analysen der Spektrometer-Daten der europäischen Mars-Sonde "Mars Express" belegen, dass sie Atmosphäre des Roten Planeten übersättigt mit Wasserdampf ist und widerlegt damit bisherige Klimamodelle des Roten Planeten und hat bedeutende Auswirkungen auf das bisherige Verständnis des Wasserkreislaufs des Mars und die historische Entwicklung des Marsatmosphäre.

Obwohl schon zuvor zahlreiche Sonden den Mars be- und untersucht haben, lagen bislang nur wenige direkte Messungen der vertikalen Struktur der Atmosphäre des Planeten vor. Der Grund hierfür liegt in dem Umstand, dass die meisten Sonden immer nur von oben auf die Marsoberfläche hinunter blickten und so nur die horizontale Verteilung von Gasen in der Atmosphäre analysieren konnten. Was offen blieb, war die Frage, wie Wasserdampf in der Atmosphäre vertikal verteilt ist, weshalb auch bisherige Modelle des hydrologischen Kreislaufs des Mars unvollständig waren.

Durch die neuen Daten des SPICAM-Spektrometer (Spectroscopy for Investigation of Characteristics of the Atmosphere of Mars) konnte diese Lücke nun mit erstaunlichen neuen Erkenntnissen geschlossen werden, nachdem dieses das Sonnenlicht analysierte, wie es unmittelbar nach Sonnenaufgang und vor Sonnenuntergang durch die Marsatmosphäre fiel. Hierbei konnte die Sonde ein vertikales Profil für unterschiedliche Bestandteile der Atmosphäre des Mars, darunter auch von Wasserdampf, erstellen.

Die SPICAM-Messungen während des nördlichen Frühlings und Sommers deuten daraufhin dass sich die vertikale Verteilung von Wasserdampf in der Marsatmosphäre deutlich von bisherigen Vermutungen unterscheidet.

Wie die Forscher um Luca Maltagliati vom "Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales" (LATMOS) aktuell im Fachmagazin "Science" berichten, erbringen die Beobachtungen im infraroten Lichtspektrum, dass die Marsatmosphäre mit Wasserdampf geradezu übersättigt ist.

Dennoch beinhaltete die Atmosphäre des Roten Planeten immer noch 10.000 Mal weniger Wasserdampf als die der Erde. Dennoch handelt es sich bei Wasserdampf um ein sehr dynamisches Spurengas und zugleich um einen der am meisten von den Jahreszeiten abhängigen atmosphärischen Bestandteile.


Ein Blick auf den Sonnenuntergang über dem Rand des Marskraters Gusev am 19. Mai 2005, beobachtet vom NASA-Marsrover "Spirit", offenbart auch wichtige Informationen über Staubpartikel und Wolken in der Atmosphäre des Roten Planeten. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: NASA/JPL/Texas A&M/Cornell

Unter normalen Bedingungen auf der Erde kondensiert Wasserdampf um kleinste Staubpartikel, Aerosole und Salze, wenn die atmosphärische Temperatur unter einen bestimmten "Taupunkt" fällt. In einem solchen Fall spricht man dann von einer gesättigten Atmosphäre, da sie bei dieser Temperatur und entsprechendem Druckniveau nicht mehr Feuchtigkeit halten kann. Jeglicher weiterer Wasserdampf, der diesen Punkt übersteigt, kondensiert für gewöhnlich in Form von Tröpfchen und Eiskristallen.

Zur Übersättigung kann es allerdings dann kommen, wenn der Wasserdampf in der Atmosphäre verbleibt und nicht zu Regentropfen kondensiert oder gefriert. Gibt es - wie in der Marsatmosphäre angenommen - allerdings zu wenige Partikel, an welchen der Wasserdampf kondensieren kann, wird dieser Vorgang aufgehalten und beachtliche Mengen von überschüssigem Wasserdampf verbleiben in der Atmosphäre.

Bis jetzt gingen Wissenschaftler grundsätzlich davon aus, dass eine derartige Übersättigung in der kalten Marsatmosphäre nicht stattfinden kann und überschüssiger Wasserdampf umgehend zu Eis gefriert. Die SPICAM-Daten belegen nun allerdings, dass es immer wieder in den mittleren Schichten der Marsatmosphäre (auf 20 bis zu 50 Kilometern Höhe) zu genau dieser Übersättigung kommt, wenn der Planet seinen sonnenfernsten Punkt, das Aphel, erreicht.

Die Übersättigung der Marsatmosphäre kann dabei das 10-fache der irdischen Werte erreichen. Es gibt also deutlich mehr Wasserdampf in der Marsatmosphäre, als das bislang vermutet wurde. Bisherige Klimamodelle des Mars unterschätzten die Mengen an Wasserdampf in den entsprechenden Höhen deutlich, beträgt die tatsächliche Menge doch zwischen dem 10- und 100-fachen der bisherigen Annahmen.

"Unsere neuen Messungen haben gravierende Auswirkungen auf unsere Vorstellungen des globalen Klimas und über den Transport von Wasser von einer auf die andere Hemisphäre des Planeten", so Maltagliati. "Unsere Daten legen nahe, dass deutlich mehr Wasserdampf hoch genug in die Atmosphäre getragen wird, um hier von photochemischem Reaktionen beeinflusst zu werden", fügt Franck Montmessin hinzu: Sonneneinstrahlung könne dann nämlich die Wassermoleküle in Sauerstoff und Wasserstoffatome aufspalten, die dann ins All verfliegen können. Dieser Vorgang habe dann Auswirkungen auf die Rate, mit der Wasser dem Planeten verloren geht aber natürlich auch für die Langzeitentwicklung der Oberfläche und Atmosphäre des Mars.

Die aktuelle Analyse basiert allerdings auf den SPICAM-Messdaten, wie sie zu Zeiten ermittelt wurden, zu welchen die Marsatmosphäre relativ staubfrei ist. Die Abwesenheit von Staub ermöglicht es dem Instrument erst, dass vertikale Atmosphärenprofil bis auf 10 Kilometer oberhalb der Planetenoberfläche zu erstellen. Die Übersättigungswerte fallen dann wahrscheinlich während des südlichen Sommers, wenn Staubstürme große Mengen an Aerosolen und damit sehr viel Kondensationskerne in die Marsatmosphäre tragen.

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Der Mars-Meteorit Allan Hills (ALH) 84001 | Copyright: NASA

Pasadena/ USA - Zum ersten Mal ist es Wissenschaftlern gelungen, die Oberflächentemperatur des frühen Mars direkt nachgewiesen und bestätigen damit zugleich bisherige Theorien, wonach der Mars einst wesentlich wärmer und feuchter war als heute.

Durch die Isotopen-Analyse von Kohlenstoffmineralien, die im Innern des rund vier Milliarden Jahre alten Marsmeteoriten "ALH84001" gefunden wurden, konnten die Forscher um Woody Fischer vom "California Institute of Technology" (Caltech) nachweisen, dass diese bei rund 18 (+/- 4) Grad Celsius entstanden waren.

Die Gewissheit über diese gemäßigte "Raumtemperatur" ist entscheidend für ein Verständnis der klimatischen Vergangenheit des Roten Planeten. Zwar gibt es geologische Hin- und Beweise für einstiges fließendes Wasser auf der Marsoberfläche wie alte Flussdelta, Fluss- und Seebetten und mineralische Ablagerungen, die so nur unter Anwesenheit von flüssigem Wasser entstanden sein konnten (...wir berichteten, s. Links). Direkt gemessene Daten über einst gemäßigte Temperaturen, statt der heutigen durchschnittlichen minus 63 Grad Celsius, lagen bislang jedoch noch nicht vor.

"Unsere Messungen belegen nun eindeutig, dass zumindest der Ursprungsort des Meteoriten für mindestens einige wenige Stunden ein erdähnliches Klima aufwies", erläutert John Eiler, neben Itay Halevy vom israelischen "Weizmann Institute of Science", Mitautor der aktuell im "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS) veröffentlichten Studie.

"ALH84001" wurde 1984 in den antarktischen Allan Hills entdeckt und stammt ursprünglich aus einigen Metern Tiefe unterhalb der Marsoberfläche, aus der der Brocken selbst vor rund 16 Millionen Jahren durch einen Meteoriten herausgeschlagen und Richtung Erde katapultiert wurde, wo er seit rund 13.000 Jahren auf seine Entdeckung wartete. Schon 1996 sorgte der Marsmeteorit für Aufsehen, als Wissenschaftler darin Mineralablagerungen entdeckten, die sie für fossile Marsmikroben hielten. Der tatsächliche Ursprung dieser Mineralien ist bis heute umstritten (...wir berichteten, s. Links).


Inhalt kontroverser Diskussionen um mögliches Marsleben: Mineralische Rückstände im Marsmeteorit "ALH84001". | Copyright/Quelle: NASA

Die neuen Daten legen zudem nahe, dass diese Mineralien in Anwesenheit von Wasser entstanden waren, welches in kleinste Risse und Öffnungen ins Innere des Gesteins unmittelbar unterhalb der Marsoberfläche eingedrungen war. "Als das Wasser dann verdampfte, gaste der Stein Kohlendioxid aus und die gelöste Substanz konzentrierte sich im Wasser zusehends. Danach verbanden sich die Mineralien mit den gelösten Kohlenstoff-Ionen zu den vorgefundenen Kohlenstoffmineralien, die dann im Stein verblieben und nach uns nach verdunsteten."

Da der beschriebene Vorgang jedoch gerade einmal wenige Stunden beansprucht, seien die aktuellen Messungen selbst nicht geeignet, als Beweis für die einstige Lebensfreundlichkeit des Mars zu herangezogen zu werden. Auch, ob es sich bei "ALH84001" um ein ungewöhnliches Einzelstück handelt oder ob er exemplarisch für weite Teile der einstigen Marsoberfläche betrachtet werden kann, bleibt weiterhin offen.

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Anhand von Kratern und geologischen Aufbrüchen auf dem Mars lassen sich im Untergrund verborgene Tonmineralien analysieren und bestimmen. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | NASA/JPL-Caltech/JHUAPL

Pasadena/ USA - Eine neuen NASA-Studie kommt zu der Einschätzung, dass die am längsten und dauerhaft lebensfreundlich gebliebene Umgebung auf dem Mars nicht auf der Oberfläche sondern unmittelbar im Untergrund des Roten Planeten zu finden war. Diese Einschätzung hat grundsätzliche Auswirkungen auf die Frage, ob es einst auf dem Mars Leben gegeben und wie sich die Marsatmosphäre verändert hatte.

Basierend auf einer neuen Auswertung von langjährigen mineralogischen Kartierungen von mehr als 350 Orten auf dem Mars durch Orbitalsonden von NASA und ESA kommen die Forscher um Bethany Ehlmann vom "California Institute of Technology" und am "Jet Propulsion Laboratory" der NASA (JPL) und John Mustard von der "Brown University" zu der Einschätzung, dass es auf der Marsoberfläche selbst nur für vergleichsweise kurze geologische Zeiträume Wasser in flüssiger Form gegeben hatte. Diese Perioden ereigneten sich erst am Ende einer hunderte Millionen Jahre andauernden Phase, während der warmes Wasser hingegen fortwährend mit Böden und Gestein im Untergrund interagiert hatte.

"Die Arten von Tonmineralien, die sich unmittelbar unterhalb der Oberfläche gebildet haben, sind überall auf dem Mars zu finden", erläutert Mustard, die Ergebnisse der Studie, die aktuell im Fachmagazin "Nature" veröffentlicht wurde. "Jene Arten, die sich auf der Oberfläche gebildet haben, finden sich hingegen nur an einer kleinen Anzahl von Orten auf dem Mars und sind zudem recht selten."

Zum ersten Mal wurden Tonmineralien auf dem Mars 2005 entdeckt und deuteten seither für viele Wissenschaftler darauf hin, dass der Rote Planet im Gegensatz zu heute einst auch warme und feuchte Phasen durchlebt hatte. Sollten diese Bedingungen für genügend lange Zeiten auch auf der Oberfläche des Mars geherrscht haben, müsste der Mars damals aber auch eine deutlich dichtere Atmosphäre als heute gehabt haben, um etwa die Wassermengen vor dem Verdampfen ins All oder dem Zufrieren bewahrt zu haben. Aus diesem Grund suchen Wissenschaftler seither nach Hinweisen auf einen Prozess, durch den diese postulierte dichte Atmosphäre selbst nach und nach ins All entwichen sei konnte.

Die neue Studie stützt nun jedoch eine alternative Hypothese, nach der über geologische lange Zeiträume beständig warmes Wasser lediglich im Marsuntergrund zu finden war und die zahlreichen geologischen Strukturen, die dennoch gewaltige Wassererosion an und auf der Oberfläche des Planeten belegen, lediglich während vergleichsweise kurzer Perioden entstanden sind, während derer es auch auf der Oberfläche des Roten Planeten große Wassermengen in flüssiger Form gab.

"Doch auch wenn es an der Oberfläche nur für vergleichsweise kurze Zeit lebensfreundliche Habitate gab, bedeutet dies nicht, dass die Aussichten für Leben auf dem Mars damit schlechter geworden sind", kommentiert Ehlmann die Schlussfolgerungen der aktuellen Studie. "Aber es sagt uns, nach welcher Art von potentiell lebensfreundlicher Umgebung wir suchen sollten: Die langfristig stabilsten Habitate auf dem Mars fanden sich offenbar nicht an der Oberfläche, sondern im Untergrund. Auch auf der Erde gibt es unterhalb der Erdoberfläche geothermale Umgebungen mit aktiven Ökosystemen."

Tonmineralien, die sich dort bilden, wo das Verhältnis von mit dem Gestein wechselwirkenden Wassers gering ist, behalten grundsätzlich die gleiche chemischen Elemente bei, wie jene, die im ursprünglichen vulkanischen Gestein gefunden werden, das dann erst später von Wasser verändert wurde.

Die Studie interpretiert die Daten derart, dass es genau diese Art der Eisen- und Magnesiumtone ist, die an den meisten der untersuchten Orte vorgefunden wurden. Im Gegensatz dazu wiesen Umgebungen auf der Oberfläche deutlich größere Mengen an Wasser auf, die das Gestein sehr viel weitreichender verändern konnten. Lösliche Elemente wurden hier vom Wasser weggeschwemmt und es haben sich gänzlich andere Tonmineralien gebildet.

Ein weiterer Hinweis auf die Interpretation der aktuellen Datenauswertung durch Ehlmann und Mustard ist der Nachweis eines Minerals mit dem Namen Prehnit, das sich nur bei Temperaturen von mehr als 200 Grad Celsius bildet. Diese Temperaturen seien sehr viel typischer für hydrothermale Umgebungen unterhalb der Oberfläche als für Oberflächengewässer.

"Unsere Interpretation stellt eine Abkehr von der Vorstellung dar, dass die einst warme und nasse Umgebung vornehmlich auf der Oberfläche des Mars zu finden war. Stattdessen schlagen wir vor, dass sich diese Umweltbedingungen vornehmlich unterhalb der Oberfläche fanden und dies mit nur einigen wenigen Ausnahmen", erläutert ein weiterer Mitautor, Scott Murchie vom "Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory", die Auslegung der Untersuchungsergebnisse.

Eine dieser Ausnahmen könnte der Marskrater Gale darstellen, in dem die mobile Landeeinheit "Curiosity" der noch in diesem Monat anvisierten "Mars Science Laboratory"-Mission landen und nach Spuren von einstigem Wasser und Leben suchen soll. Auch die für 2013 geplanten "MAVEN"-Mission der NASA könnte die Interpretation der Forscher bestätigen oder widerlegen, wenn die Sonde spezifische Messungen der heutigen dünnen Atmosphäre durchführen soll, um anhand dieser Daten Rückschlüsse auf die Geschichte des Planeten ziehen zu können (...wir berichteten).

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Die helle Gesteinsader "Homestake" ragt aus dem rötlichen Untergrund in der Nähe des Endeavour-Kraters hervor. | Copyright: NASA

Die helle Gesteinsader "Homestake" ragt aus dem rötlichen Untergrund in der Nähe des Endeavour-Kraters hervor. | Copyright: NASA

Ithaca/ USA - Auf der Suche nach einem Winterquartier hat der Mars-Rover "Opportunity" am Rande des gewaltigen Endeavour-Kraters eine auf den ersten Blick eher unscheinbare geologische Struktur im Marsboden entdeckt: Aus der rötlichen Umgebung sticht eine Linie aus hellem Gestein heraus. Hierbei könnte es sich um den ersten greifbaren Nachweis für Schichtsilikate auf dem Roten Planeten handeln, die sich so nur in Anwesenheit von flüssigem Wasser bilden.

Schon im vergangenen August konnten die Forscher um den Chefwissenschaftler der "Mars Exploration Rover" (MER) Steve Squyres von der "Cornell University" ähnliche Strukturen auf dem Mars sehen, hatten bislang aber noch nicht die Möglichkeit, diese an der Oberfläche offen liegenden Gesteinsadern aus direkter Nähe zu betrachten.

Diese Adern finden sich in Regionen, die laut den NASA-Forschern ihren Ursprung in der Noachischen und damit der ältesten Periode des Mars (vor 3,8 bis 3,5 Milliarden Jahren) haben, aus der heute noch geologische Formationen vorhanden sind.

Bislang, so berichtet "DiscoveryNews" (news.discovery.com), hat sich das MER-Team noch nicht genau dazu geäußert, was sie selbst glauben, aus was diese Gesteinsadern bestehen: "Sie unterscheiden sich von allem, was wir bislang mit den Rovern auf dem Mars gesehen haben. Es handelt sich um etwas für uns völlig Neues und wir sind darüber sehr aufgeregt."


Nahaufnahme der Gesteinsader, deren helles Material von dunklen Kratzern durchzogen ist. | Copyright: NASA

Laut "DiscoveryNews" könnte es sich bei der Gesteinsader, die die Forscher auf den Namen "Homestake" getauft haben, um einen Beweis für Phyllo- bzw. Schichtsilikate und damit für Mineralien handeln, die sich nur in Anwesenheit von flüssigem Wasser bilden. Dies würde bedeuten, dass der Rover nach acht Jahren Erkundungsreisen sozusagen zufällig auf den "Heiligen Gral" der Mission gestoßen ist.

Zwar konnte schon zuvor die Orbitalsonde "Mars Reconnaissance Oribiter" (MRO) in der Region um den Endeavour-Krater Schichtsilikate, darunter vor allem auch eisen- und magnesiumreiche Tone, sogenannte Smektiten (...wir berichteten, s. Links) nachweisen, wie sie ein eindeutiger Beweis für einstiges, wahrscheinlich salzhaltiges Wasser sind, das dann auch die Grundlage für die Entstehung von Leben auf dem Mars gebildet haben könnte. Allerdings sei es eine Sache, die chemischen Signaturen dieser Minerale vom All aus zu identifizieren, aber etwas völlig anderes, tatsächliche Aufschlüsse am Boden zu finden, die diese Silikate auch offen legen und greifbar nachweisen.

Nach dem anbrechenden sechsmonatigen Marswinter soll "Opportunity" seine Erkundungsfahrten und Analysen in der Region fortführen. Die Entdeckung der Gesteinsader schürt die Hoffnung der NASA-Wissenschaftler, hier auf bislang noch nie gesehene geologische Strukturen zu stoßen.

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Farb-Draufsicht auf die Mars-Region Phlegra Montes. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Farb-Draufsicht auf die Mars-Region Phlegra Montes. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Berlin/ Deutschland - Das Gebirgsmassiv Phlegra Montes auf dem Mars zieht sich über mehrere hundert Kilometer vom nordöstlichen Teil der Elysium-Vulkanregion bis weit in die nördliche Tiefebene erstreckt. Die Gebirgsgruppe besteht aus einer Vielzahl sanfter Hügel und Bergrücken, deren Entstehung auf einen tektonischen Ursprung zurückgeführt wird, also Spannungen in der Marskruste zur Ursache hat. Auf aktuellen Aufnahmen der europäischen Sonde Mars Express sticht vor allem ein großes Tal ins Auge, in dem deutlich langestreckte Fließformen zu erkennen sind.

- Bei der folgenden Nachricht handelt es sich um eine Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, dlr.de

Das Tal ist fast 50 Kilometer lang und etwa 15 Kilometer breit. Die Fließstrukturen sind gut im Bildausschnitt 1 in der schwarzweißen Draufsicht und in den ersten drei perspektivischen Ansichten zu sehen. Die Geologen bezeichnen solche Fließstrukturen als "lineated valley fill" ("streifenförmige Talfüllung"). Bei genauerer Betrachtung erkennt man, dass nahezu alle Hügel von einem offensichtlich plastischen Material umströmt werden und an ihrem talseitigen Ende so genannte "lobate debris aprons" ("lobenförmige Schuttfächer") ausbilden. Generell scheint sich das Material von den Hügelketten hangabwärts weg bewegt zu haben.

Auch fallen einige von Material angefüllte Krater auf, in denen ganz ähnliche Fließstrukturen zu sehen sind. Diese sind linear und zeichnen zum Teil kreisförmig den Kraterrand nach. Das bezeichnet man als konzentrische Kraterfüllungen ("concentric crater fill"). Tatsächlich lassen Radar-Messungen darauf schließen, dass in dieser Region größere Mengen von Wassereis unter der Oberfläche verborgen sind.

Die parallel ausgerichteten Fließstrukturen haben eine starke Ähnlichkeit mit Blockgletschern auf der Erde. Diese von Gesteinsblöcken und zerriebenem Felsschutt durchsetzten Eiskörper kommen auf der Erde vor allem in Permafrostgebieten der Hochgebirge oder der polaren Breiten vor. Von terrestrischen Blockgletschern ist bekannt, dass das eigentliche Eis an der Oberfläche überhaupt nicht zu sehen ist. Der bedeckende Blockschutt schützt es über lange Zeiträume vor dem Abschmelzen. Übertragen auf den Mars ist es gut denkbar, dass die hier auftretenden Strukturen von langsam über die Marsoberfläche 'kriechenden' Blockgletschern gebildet wurden – mit Sicherheit nachweisen lässt sich diese Vermutung nur auf der Grundlage von Bildern aus dem Orbit jedoch nicht.

Der südwestliche Ausläufer der Phlegra Montes wurde am 1. Juni 2011 in einer Höhe von knapp vierhundert Kilometern während Orbit 9465 überflogen. Die Bildauflösung beträgt etwa 16 Meter pro Bildpunkt (Pixel). Die Abbildungen zeigen hiervon einen Ausschnitt bei 33 Grad nördlicher Breite und 162 Grad östlicher Länge.

Die Farbansichten wurden aus dem senkrecht auf die Marsoberfläche gerichteten Nadirkanal und den Farbkanälen erstellt; die perspektivischen Schrägansichten wurden 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 schwarzweiße Darstellung beruht auf der Aufnahme mit dem Nadirkanal, der von allen Kanälen die höchste Auflösung bietet. Die in Regenbogenfarben kodierte Draufsicht beruht auf einem digitalen Geländemodell der Region, von dem sich die Topographie der Landschaft ableiten lässt. Die hier gezeigten Bildprodukte wurden in der Fachrichtung Planetologie und Fernerkundung, am Institut für Geologische Wissenschaften an der Freien Universität Berlin erstellt.

Das Kameraexperiment HRSC auf der Mission Mars Express der Europäischen Weltraumorganisation ESA wird vom Principal Investigator Prof. Dr. Gerhard Neukum (Freie Universität Berlin), der auch die technische Konzeption der hochauflösenden Stereokamera entworfen hatte, geleitet. Das Wissenschaftsteam besteht aus 40 Co-Investigatoren aus 33 Institutionen und zehn Nationen. Die Kamera wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) unter der Leitung des Principal Investigators (PI) G. Neukum entwickelt und in Kooperation mit industriellen Partnern gebaut (EADS Astrium, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena -Optronik GmbH). Sie wird vom DLR -Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof betrieben. Die systematische Prozessierung der Daten erfolgt am DLR. Die Darstellungen wurden vom Institut für Geologische Wissenschaften der FU Berlin erstellt.

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Draufsicht auf die Kalziumsulfatader in der Nähe des Marskraters Endeavour. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Cornell/ASU

Draufsicht auf die Kalziumsulfatader in der Nähe des Marskraters Endeavour. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/Cornell/ASU

Pasadena/ USA - Bereits Anfang November vermeldete die NASA, dass der Mars-Rover "Opportunity" am Rande des gewaltigen Endeavour-Kraters eine auf den ersten Blick eher unscheinbare geologische Struktur im Marsboden entdeckt hatte, stellte zugleich jedoch fest, dass man derartiges bislang auf dem Mars noch nie gesehen hatte und zeigte sich zuversichtlich darüber, dass es sich um den ersten greifbaren Nachweis für Schichtsilikate auf dem Roten Planeten handeln könnte, die sich so nur in Anwesenheit von flüssigem Wasser bilden (...wir berichteten). Jetzt bestätigen Analysen der Struktur, dass es sich um eine Ader aus Kalziumsulfat und somit tatsächlich um einen eindeutigen Nachweis für ehemals fließendes Wasser handelt

"Dieser Fund beweist ohne Zweifel, dass hier durch Risse im Untergrundgestein einst flüssiges Wasser geflossen ist", erläutert der NASA-Missionswissenschaftler Steve Squyres von der Cornell University in Ithaca, die Bedeutung der Entdeckung.
 "Hierbei handelt es sich um eine sehr reine chemische Ablagerung, die sich einst auch genau dort gebildet hat, wo wir sie heute noch sehen können. Dies kann nicht von anderen mit Wasser in Verbindung stehenden Mineralfunden auf dem Mars behauptet werden. Kalziumsulfat kommt auf der Erde ziemlich häufig vor. Findet man es aber auf dem Mars, so lässt eine solche Entdeckung Geologen allerdings von ihren Stühlen springen."

Die Kalziumsulfatader selbst weißt eine Dicke von einem bis zwei Zentimetern auf, ist knapp 50 Zentimeter lang und sticht aufgrund ihrer hellen Farbe deutlich aus der rötlich gefärbten Umgebung hervor (s. Abb.).

Mit Hilfe der Bordmikroskope, dem Röntgenspektrometer am Roboterarm des Rovers und mit den Vielfarbfiltern der "Panoramic Camera" der mobilen Erkundungs- und Laboreinheit konnte die auf den Namen "Homestake" getaufte Ader eingehend analysiert und als Kalziumsulfat identifiziert werden.

Kalziumsulfat kann in vielen Formen auftreten - ganz abhängig von der Menge an Wasser, das in der kristallinen Struktur des Minerals gebunden ist. Die Analysen des Rovers sprechen dafür, dass es sich im Falle der Mineralader auf dem Mars wahrscheinlich um Gips handelt.

Schon zuvor hatten Analysen durch Sonden aus dem Mars-Orbit heraus das Vorhandensein von Gips auf dem Roten Planeten nachgewiesen: So gleichen beispielsweise Gipsdünen in der nördlichen Marshemisphäre den glitzernden Gipsdünen des White Sands National Monument in US-Bundesstaat New Mexico.

"Es ist weiterhin ein Rätsel, woher der Gips des nördlichen Mars genau stammt" kommentiert der Opportunity-Wissenschaftler Benton Clark vom Space Science Institute den Fund. "Anhand der Homestake-Ader sehen wir das Mineral exakt nun aber an genau jenem Ort, an dem es sich einst auch gebildet hatte. Nun wird es wichtig sein, ähnliche Ablagerungen auch in anderen Gegenden des Mars zu finden."

Ob nun Gips oder eine andere Form von Kalziumsulfat, die Ader muss sich gebildet haben, als Wasser Kalziumminerale aus vulkanischem Gestein gewaschen hatte. Gemeinsam mit Schwefel, welches entweder auch aus diesem Gestein ausgetreten ist oder durch vulkanische Gase eingelagert wurde, setzte sich das Kalzium als Kalziumsulfat in einer Spalte im Untergrund ab und wurde später an der Oberfläche freigelegt.

Während seiner rund 33 Kilometer langen Erkundungsfahrt hatte der Rover bereits zuvor verschiedene Grundgesteinsebenen aus Magnesium, Eisen und Kalziumsulfaten überquert, die alle auf deutlich feuchtere Umweltbedingungen auf dem Roten Planeten vor Milliarden von Jahren hindeuten. Die jetzt entdeckte und untersuchte Mineralader aus konzentriertem Kalziumsulfat legt jedoch die Vorstellung nahe, dass diese in einer deutlich neutraleren Umgebung entstand als in jenen stark säurehaltigen Umgebungen, wie sie aus der Zusammensetzung von Sulfatablagerungen an anderen Orten auf dem Mars abgeleitet werden können.

"Homestake könnte in einer gänzlich anderen Art von wässriger Umgebung entstanden sein, wie sie auch lebensfreundlich für eine große Vielfalt lebendiger Organismen gewesen sein könnte", so Clark.

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Blick auf den Mars | Copyright: Viking Project, NASA

Weston/ Australien - Eine neue Studie kommt zu dem Schluss, dass große Teile des Marsuntergrunds derart warm sind, dass dort Wasser in flüssiger Form existieren kann und irdische und damit auch potentielle Marsmikroben leben könnten. Stimmen die Berechnungen der Forscher, so wären größere Regionen des Mars lebensfreundlich als der Erde - zumindest für mikrobische Lebensformen.

Wie die Forscher um die Doktorandin Eriita Jones und Dr. Charley Lineweaver und von der Australian National University (anu.edu.au) aktuell im Fachmagazin "Astrobiology" berichten, haben sie eine bislang unübertroffene Modellberechnung des Mars durchgeführt, um das Potential des Roten Planeten Wasser in flüssiger Form beherbergen zu können auszuloten.

"Unsere Modelle sagen uns, dass der Marsuntergrund voll von Wasser sein könnte - Wasser, dessen Temperaturen und Druckverhältnisse lebensfreundlich für irdisches Leben sein könnten", so Jones.

Dass die Erde über eine warme und bis zu fünf Kilometer tief hinabreichende Biosphäre verfügt sei bekannt, so Lineweaver, "Wenn es eine vergleichbare sich tief in den Untergrund erstreckende Biosphäre auf dem Mars gibt, so wäre würde diese rund 30 Kilometer hinabreichen."

Schon zuvor hatten die Wissenschaftler die lebensfreundlichen Regionen der Erde ermittelt und haben nun die gleichen Methoden auch auf den Mars angewandt: "Wir haben herausgefunden, dass etwa drei Prozent des Volumens des heutigen Mars das Potential aufweist, zumindest irdisches Leben zu ermöglichen", so Lineweaver. "Im Vergleich zu dem lediglich einen Prozent der Erdmasse, das diese Qualität aufweist, ist das unerwartet viel."

Der beste Weg, auf dem Mars flüssiges Wasser und potentielle Mikroben zu finden, wäre, so schlussfolgern die Forscher, dort in die Tiefe zu graben. Leider ist die sich derzeit auf dem Weg zum Mars befindliche Rover-Mission der NASA, das "Mars Science Laboratory" (MSL), darauf jedoch nicht ausgelegt und kann gerade einmal 10 bis 20 Zentimeter tief im Marsboden graben.

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Nahaufnahme von Stromatolithen. | Copyright: Beademung, cc-by-sa 3.0

San Francisco/ USA – Sollte es jemals Leben auf dem Mars gegeben haben, könnte es sich noch heute durch eine auf dem Mars hinterlassene magnetische Signatur offenbaren, wie sie von einer zukünftigen Rover-Mission auf dem Roten Planeten entdeckt werden könnte.

Eine entsprechend ausgestatteter Rover könnte auf dem Mars nach Ablagerungen von Magnetit und anderen eisenhaltigen Mineralien in Sedimentansammlungen fahnden. Sollten derartige Mineralien an diesen Orten relativ gleichmäßig verteilt sein, wäre dies ein deutlicher Hinweis darauf, dass die Partikel hier einst von einem klebrigen Biofilm mikrobischen Ursprungs "gefangen" wurden.

Zu dieser Überzeugung sind Wissenschaftler um Victoria Petryshyn von der University of Southern California (USC) in ihrer aktuellen Studie, deren Ergebnisse die Forscher auf dem Wintertreffen der American Geophysical Union (AGU) vorgestellt haben.

Auch auf der Erde gibt es entsprechende biogene Sedimentgesteine in Form sogenannter Mikrobialithe. Besonders bekannt sind diese oft klumpenförmigen Schichtstrukturen, die in Folge des Wachstums und Stoffwechsels von Mikroorganismen in entstanden sind, in Form von Stromatolithen, die sich in seichtem Salzgewässern bilden. Sie entstehen durch sich über- und aneinanderlagernden Biofilmschichten, sogenannten Mikrobenmatten, die auf- und aneinandergelagert nach und nach anwachsen. In diesen Strukturen können somit fossile Aufzeichnungen des Lebens auf der Erde gefunden werden, die teilweise bis zu 3,5 Milliarden Jahre zurückreichen.

Sollte ein zukünftiger Rover auf dem Mars Strukturen finden, die Stromatolithen gleichen, so wäre alleine dieser Fund schon faszinierend. Da ähnliche Strukturen jedoch auch auf anorganischem Weg, also gänzlich ohne das Zutun von Mikroben, entstehen können, müssten diese weiterführend untersucht werden, um zu überprüfen, ob es sich tatsächlich um Mikrobialithe handelt.

Weil Mikroben selbst jedoch nur sehr selten versteinern, müsste die mobile Laboreinheit nach anderen Hinweisen auf den einstigen biologischen Ursprung suchen.


Eine schematische Darstellung zeigt, wie sich Magnetitpartikel auf der Oberfläche von Biofilm-Matten ablagern (oben) und wie sich dieser Vorgang angesichts vergleichbarer anorganischer Strukturen (unten) unterscheidet. | Copyright: Victoria Petryshyn

Da die die Mikrobialithe bildenden Biofilme sehr klebrig sind, fangen und binden sie auch unterschiedliche Mineralien in sich – darunter auch Magnetit. Um herauszufinden, ob diese Ansammlung von Magnetit als "Biosignatur" erkannt und genutzt werden kann, haben die Forschung einige Experimente durchgeführt und dabei herausgefunden, dass die Mikrobenmatten deutlich mehr Magnetit als andere Mineralien binden und sich diese ungleich angesichts anorganischer Strukturen, wo sie zu Boden sinken, in einem gleichmäßigen Film auf der Oberfläche anhaften (s. Abb.). Selbst an vertikal positionierten Matten, blieb das Magnetit in vergleichsweise großen Mengen und ebenmäßig an der Oberfläche verteilt, haften, während andere Mineralien schnell abkippten.

Sollte eine entsprechende Struktur auf dem Mars also eine vergleichbare Signatur von Magnetit oder anderer eisenhaltige Mineralien aufweisen, würde es sich mit großer Wahrscheinlich um das Ergebnis eines einstigen Biofilms handeln der von Mikroben stammt.

Um dies zu testen, müsste der Rover lediglich kleine Bohrungen und Untersuchungen mit einem induzierten magnetischen Feld durchführen. Ein Instrument, wie es die Wissenschaftler um Petryshyn schon für ihre eigenen Untersuchungen verwendet haben, könnte auch auf dem Mars zum Einsatz kommen. "Wenn es - wie im Falle der aktuellen Mission des Mars Science Laboratory (MSL) - möglich ist, einen Rover mit einem Massenspektrometer auszustatten, so sollte es kein Problem sein, auch eine solche und kleinere Apparatur zum Mars zu bringen", zitiert "Space.com" die Wissenschaftlerin.

Bislang allerdings, wurden noch keine irdischen Stromatolithen ähnlichen Strukturen auf dem Mars entdeckt...

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Senkrechte Draufsicht auf die Marsregion Tempe Terra, die als eine der geologisch interessantesten Gebiete auf dem Mars gilt, weil sich in dieser Übergangszone zwischen Hochland und nördlichen Tiefebenen zum einen tektonische Kräfte, zum anderen aber auch Wasser und Eis in der Vergangenheit vielfältige Spuren in der Landschaft hinterlassen haben. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen. Verlängerte Ladezeit möglich.) | Copyright: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Köln/ Deutschland - Die Mars-Region Tempe Terra befindet sich am nordöstlichen Rand der Tharsis-Vulkanprovinz und bildet die Übergangszone vom südlichen Hochland zur nördlichen Tiefebene des Roten Planeten. Dieses Gebiet ist durch eine Vielzahl tektonischer Strukturen geprägt und gilt als eines der geologisch vielfältigsten auf dem Mars. Die neuen Aufnahmen der vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) betriebenen hochauflösenden Stereokamera HRSC an Bord der ESA-Sonde Mars Express sind zahlreiche interessante geologische Phänomene zu sehen.

- Bei der folgenden Meldungen handelt es sich um eine Presseinformation des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), dlr.de


Übersichtsansicht zur Texterläuterung, s- Bildausschnitte. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößrten Darstellung zu gelangen. Verlängerte Ladezeit möglich.) | Copyright: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Nahe beieinander lassen sich hier die Spuren von unterschiedlichen Kräften beobachten. Diese haben sowohl zu einer Dehnung der Marskruste (Extension) geführt, als auch zu einer Stauchung der Kruste (Kompression) und damit zu so genannten "Runzelrücken" (engl. "wrinkle ridges"; s. Bildausschnitt 1 im Übersichtsbild, s/w-Abb.). Markantestes Ergebnis der Extension ist ein geradlinig, nur an manchen Stellen durch einen Versatz unterbrochener und durch das gesamte Bild verlaufender Grabenbruch. Stellenweise verläuft dieser bis zu einem Kilometer breite Grabenbruch durch einen etwa 12 Kilometer großen Einschlagskrater und dessen Auswurfdecke; im Inneren des Kraters ist der Graben von jüngeren Ablagerungen bedeckt (Bildausschnitt 2).

Die Abbildungen zeigen einen Ausschnitt des während Orbit 9622 mit einer Auflösung von ca. 18 Metern pro Bildpunkt aufgenommenen HRSC-Bildstreifens bei 43 Grad nördlicher Breite und 304 Grad östlicher Länge.

Neben tektonischen Kräften gestaltete auch Wasser die Landschaft
Nördlich des Grabens im rechten Bilddrittel fällt das Gelände um mehr als 1000 Meter zur Tieflandebene hin ab. Hier ist die Landschaft durch zahlreiche ausgedehnte Talsysteme geprägt. Hangaufwärts sind einige kleinere verzweigte, teilweise durch Einschlagskrater bedeckte Täler zu erkennen (Bildausschnitt 3).

Viele jüngere und in ihren Umrissen noch sehr gut erhaltene Krater in der Region südlich des Grabens zeigen in ihrem Inneren lobenförmige, konzentrische Strukturen, die durch das langsame Fließen eines plastischen Materials entstanden sind. Diese von den Geologen als "concentric crater fill" bezeichneten Geländeformen können auf dem Mars an vielen Stellen beobachtet werden, wie zum Beispiel in den Phlegra Montes, die im vergangenen Monat vorgestellt wurden.


Die Schrägansicht ermöglicht eine realistische, perspektivische Ansicht der Marsoberfläche: Ein etwa zwölf Kilometer großer Einschlagskrater wird von einem knapp einen Kilometer breiten tektonischen Graben durchzogen, der durch Dehnungsspannung in der Marskruste entstanden ist. Das Innere des Kraters wurde von einem Material verfüllt, dessen Oberflächenstruktur auf plastische Eigenschaften schließen lässt. Im rechten Bilddrittel und links vorne sieht man die Übergangszone vom Marshochland in die nördlichen Tiefebenen. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.Verlängerte Ladezeit möglich.) | Copyright: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Im linken oberen Teil des Bildes, im Südwesten, stechen Tafelberge oder Mesas hervor (Bildausschnitt 4). Sie zeigen die ursprüngliche Geländeoberkante des südlichen Marshochlandes an. Auffällig sind auch die deutlich strukturierten Auswurfdecken einiger Einschlagskrater. Diese überdecken zum Teil die älteren Fluss- und Grabenbruchsysteme und sind daher später als diese entstanden. Große und ältere Einschlagskrater (Bildausschnitt 5) wurden durch fließendes Wasser nahezu vollständig mit Sediment bedeckt oder durch Auswurfdecken gefüllt.

Tempe Terra wurde erstmals von dem griechischen Astronomen Eugenios Antoniadis (1870-1944, später durch sein Wirken in Frankreich Eugène Michel Antoniadi genannt) beschrieben. Durch seine Beobachtungen der Region Tempe Terra mit einem neuen, leistungsstarken Teleskop am Observatorium in Paris Meudon während einer Marsopposition im Jahre 1909 und detailliert 1930 beschrieben, widerlegte er die unter Astronomen kursierende These, die 1877 von dem Astronomen Giovanni Schiaparelli beobachteten "Canali" seien künstliche Wasserstraßen - Schiaparelli selbst hatte größte Zweifel an dieser Interpretation. Beiden Astronomen zu Ehren, die wichtige Beiträge zur Kartierung der Planeten leisteten, tragen Krater auf dem Mond, dem Mars und dem Merkur ihre Namen.

Tempe Terra wurde nach einem Tal nördlich des Olymps in Thessalien (Griechenland) benannt, in dem der Mythologie nach Orpheus' Gattin Eurydike bei ihrer Flucht vor ihrem Peiniger Aristaios durch einen Schlangenbiss starb.

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 schwarzweiße Darstellung beruht auf der Aufnahme mit dem Nadirkanal, der von allen Kanälen die höchste Auflösung bietet. Die in Regenbogenfarben kodierte Draufsicht beruht auf einem digitalen Geländemodell der Region, von dem sich die Topographie der Landschaft ableiten lässt. Die hier gezeigten Bildprodukte wurden in der Fachrichtung Planetologie und Fernerkundung, am Institut für Geologische Wissenschaften an der Freien Universität Berlin erstellt.

Das Kameraexperiment HRSC auf der Mission Mars Express der Europäischen Weltraumorganisation ESA wird vom Principal Investigator Prof. Dr. Gerhard Neukum (Freie Universität Berlin), der auch die technische Konzeption der hochauflösenden Stereokamera entworfen hatte, geleitet. Das Wissenschaftsteam besteht aus 40 Co-Investigatoren aus 33 Institutionen und zehn Nationen. Die Kamera wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) unter der Leitung des Principal Investigators (PI) G. Neukum entwickelt und in Kooperation mit industriellen Partnern gebaut (EADS Astrium, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena -Optronik GmbH). Sie wird vom DLR -Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof betrieben. Die systematische Prozessierung der Daten erfolgt am DLR. Die Darstellungen wurden vom Institut für Geologische Wissenschaften der FU Berlin erstellt.

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Karte der dielektrischen Eigenschaften der nördlichen Regionen des Mars. Während rund um den Nordpol die Werte (blaue Färbungen) auf einstige Ozeansedimente deuten, finden sich Werte, wie die auf rein vulkanische Ursprünge verweisen. | Copyright/Quelle: J. Mouginot, agu.org

Irvine/ USA - Mit dem Radarinstrument MARSIS an Bord der ESA-Sonde Mars Express haben US-Wissenschaftler die dielektrischen Eigenschaften der nördlichen und südlichen Polarregionen des Mars untersucht. Die Ergebnisse dieser Messungen sind die bislang besten Beweise für die Vorstellung, dass die nördlichen Ebenen einst von einer großen Wasserfläche, dem sogenannten "Oceanus Borealis" bedeckt waren.

Die Existenz schon zuvor angenommenen Ozeans ist schon seit langem Inhalt zahlreicher kontroverser Diskussionen. Allgemein stimmen die meisten Wissenschaftler jedoch darin überein, dass die größte Flachebene des Mars, Vastitas Borealis, die die nördliche Polarregion umgibt, von einem rund 100 Meter dicken Sedimentmantel, der eine vulkanische Ebene überzieht, geprägt wird. Zugleich bildet sie aber auch die vermutete Küstenlinie des urzeitlichen Marsozeans. Tatsächlich entdeckte der NASA-Marsrover der Phoenix-Mission 2008 bei Grabungen in nur wenigen Zentimetern Tiefe hier Wassereis unter der trockenen Oberfläche (...wir berichteten).

Die Sedimente, so Jérémie Mouginot von der University of California im Fachmagazin "Geophysical Research Letters", seien bislang "der beste geologische Beweis für die Existenz eines einstigen Ozeans vor rund drei Milliarden Jahren."

Mit MARSIS konnten die Forscher die dielektrische Eigenschaften des Oberflächenmaterials bis in eine Tiefe von rund 100 Metern messen. Während die dielektrische Konstante des vulkanischen Gesteins bei rund 10 liegt und reines Wassereis einen Wert von 3,1 besitzt, finden sich in der Vastitas Borealis Formation Werte von 4 bis 5 (s. Ab.). In den vulkanischen Flussregionen Elysium fanden die Sonde hingegen Werte von 9 und in den Hochländern von Noachis Terra 10.

"Auch wenn über die Evolution und die einstigen Umweltbedingungen des ehemaligen Marsozeans noch kaum Informationen vorliegen", so die Forscher in ihrer Publikation, "so stellen unsere Messungen doch überzeugende Beweise für seine Existenz dar - können die in Vastitas Borealis gemessenen niedrigen Werte doch nur von der weitflächigen Verteilung von mit festem Eis vermischten einst wässrigen aber heute ausgetrockneten Sedimenten erklärt werden."

Für den Verbleib des Großteils der einstigen Wassermassen benennen die Wissenschaftler zwei Möglichkeiten. So könnte das Wasser entweder in die Atmosphäre entwichen und sich an einem anderen Ort in Form von Eis wieder an- oder eingelagert worden sein oder aber es ist im Untergrund versickert und wäre dann hier noch heute als Eis zu finden.

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Phoenix-Grabungsstelle auf dem Mars. | Copyright: NASA

London/ England - Nach 600 Millionen Jahre Trockenheit ist die Oberfläche des Mars heute wahrscheinlich ein für Leben ungeeigneter Ort. Zudem sei der Marsboden gerade einmal rund 5.000 Jahre lang flüssigem Wasser ausgesetzt gewesen. Zu diesen Schlussfolgerungen kommen englische Forscher in einer aktuellen Studie der Daten unterschiedlicher Analysen von Mars-Bodenproben, die der Rover der Phoenix-Mission an unterschiedlichen Orten der Oberfläche des Roten Planeten entnommen und analysiert hat.

Wie das Team um Dr. Tom Pike vom Imperial College London auf dem Treffen der europäischen Raumfahrtagentur ESA kommende Woche und im Fachmagazin "Geophysical Research Letters" darlegen werden, haben sich die Forscher drei Jahre der Analysedaten von Marsbodenproben angenommen, de der Rover in der nördlichen Arktisregion des Planeten genommen hatte, um hier nach Anzeichen für eine ehemals lebensfreundliche Umwelt zu suchen und im Boden vergrabenes Eis zu analysieren.

Anhand der Analysen von mikroskopischen Tonerde-Partikeln, die sich unter der Anwesenheit von Wasser bilden, kommen die Forscher zu dem Schluss, dass die Marsoberfläche seit rund 600 Millionen Jahren trocken ist, obwohl anhand von Wassereisfunden im Marsboden nachgewiesen werden konnte, dass der Rote Planet auch einmal - vor etwa drei Milliarden Jahren - deutlich wärmer und feuchtere Zeiten erlebt hatte

Des weiteren glauben die Wissenschaftler um Pike, dass die untersuchten Marsböden nur bis zu 5.000 Jahre direkt flüssigem Wasser ausgesetzt waren und glauben, dass die Marsböden unter den selben extrem trockenen Bedingungen entstanden sind, wie jene des Mondes.

Da frühere Analysen und Auswertungen von Satellitenbildern nahe legen, dass der Boden der Marsoberfläche auf dem ganzen Planeten nahezu einheitlich ist, gehen die Londoner Wissenschaftler auch davon aus, dass auch ihre Studienergebnisse auf nahezu den ganzen Planeten ausgeweitet und angewendet werden können.

Demnach hätte es auf der Marsoberfläche für zu kurze Zeit flüssiges Wasser gegeben, als dass sich hier - an der Oberfläche - Leben nach irdischen Maßstäben hätte entwickeln und halten können.

"Im deutlichen Kontrast zu seiner frühen Vergangenheit, erlebte der Mars in den vergangenen 600 Millionen Jahre eine Super-Dürre, die die Entwicklung von Leben wahrscheinlich nicht zuließ", so Pike. Zukünftige NASA- und ESA-Missionen werden also auf dem Mars bei der Suche nach Beweisen für Leben deutlich tiefer graben müssen, da dieses sich - wenn überhaupt entstanden geschweige denn noch vorhanden - in den Untergrund zurückgezogen haben müsste."

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Künstlerische Darstellung der Mission ExoMars (Illu.). | Copyright: ESA

Washington/ USA - Es sollte die Fortsetzung des bislang einzigartig erfolgreichen Erforschungsprogramms des Mars mit Orbitalsonden und Landeeinheiten werden: Gemeinsam mit der europäischen Raumfahrtagentur ESA plante die NASA für 2016 und 2018 neue Missionen zum Roten Planeten, um dort der Frage auf den Grund zu gehen, ob es hier früher einmal Leben gegeben hatte oder sogar heute noch gibt. Kürzungen des NASA-Budgets bereiten diesen Plänen nun ein jähes Ende. Ob es mittelfristig zumindest eine Orbital-Mission zum Mars unter US-Beteiligung geben wird, ist noch unklar. Indes sucht Europa schon jetzt neue Partner, um die beiden Marsmission auch ohne die USA durchführen zu können.

Insgesamt soll die von der ESA geführte "ExoMars"-Mission aus zwei Teilen bestehen. Für 2016 ist der Start des ExoMars Trace Gas Orbiters geplant: Aus einer Umlaufbahn heraus soll der Satellit den Ursprung des Methangases in der Marsatmosphäre erkunden, da das Gas zumindest auf der Erde für gewöhnlich ein Hinweis auf biologische Aktivität ist (...wir berichteten).

Zwei Jahre später, 2018, soll mit dem ExoMars Rover eine mobile Laboreinheit mit einem Bohrer in den Marsboden vordringen, hier Bodenproben entnehmen und diese erstmals zurück zur Erde schicken. Hierin hoffen die Forscher auf komplexe Kohlenstoffmoleküle zu stoßen, die Rückschlüsse auf einstiges Marsleben ermöglichen könnten.

Wie die Online-Ausgabe des "NewScientist" (newscientist.com) berichtet, habe die NASA der ESA diese Entscheidung auch schon offiziell mitgeteilt. Auf einer Pressekonferenz bestätigte demnach der NASA-Direktor Charles Bolden, dass man zu dieser harten Entscheidung gezwungen worden sei, um mit dem NASA-Budget für 2013 auszukommen, das am Montag offiziell vorgestellt worden war.

Sollte das Budget vom US-Kongress bewilligt werden, erhält die NASA 2013 insgesamt 17,7 Milliarden US-Dollar und damit in etwa gleich viel wie 2012 - allerdings rund eine Milliarde Dollar weniger als von der NASA selbst in den Jahren zuvor für 2013 eingeplant worden war. Neben dem ebenfalls für 2018 geplanten James-Webb-Weltraumteleskop könne sich die NASA "kein zweites Flaggschiff in Form von ExoMars mehr leisten. (...) Die Mission stand damit einfach nicht mehr zur Diskussion", so Bolden.

Für 2018 hofft die NASA nun immerhin noch eine kostenreduzierte eigene Mission zum Mars durchführen zu können. Da eine Orbitalsonde in der Regel kostengünstiger ist wie eine Rover-Mission, wird diese jedoch erwartungsgemäß nicht auf dem Roten Planeten landen. Die mehr als erfolgreiche Reihe der direkten Erkundungsmissionen der Marsoberfläche durch die USA steht damit unmittelbar vor dem Aus.

Jetzt erhofft sich die ESA in Russland (Roskosmos) einen Ersatzpartner für die USA zu finden. Ob es jedoch zu dieser Zusammenarbeit kommen wird, steht derzeit noch in den sprichwörtlichen Sternen.

Für die Mission 2016 sollte neben Instrumenten an Bord die ESA den "Trace Gas Orbiter"-Satelliten, eine 600 Kilogramm schwere, stationäre meteorologische Landeeinheit und deren Landesystem (EDL) zur Verfügung stellen, während die Mission mit einer "Atlas V 411" Rakete der NASA in Richtung Mars befördert werden sollte. Auch die für 2018 geplante Landemission sollte mit einer "Atlas V 551" der NASA zum Mars fliegen. Hinzu sollte die USA das Landesystem zur Verfügung stellen, mit dem der Rover mit einer Krankonstruktion (ähnlich dem System, das bei der aktuellen "Mars Sience Laboratory"-Mission zum Einsatz kommen soll ...wir berichteten) auf der Marsoberfläche abgesetzt werden soll, während die ESA den Rover selbst stellen will.