Dank der vielen Missionen, die den Mars in den letzten Jahren untersucht haben, wissen Wissenschaftler, dass der Planet vor ungefähr 4 Milliarden Jahren ein ganz anderer Ort war. Der Mars hatte nicht nur eine dichtere Atmosphäre, sondern war auch ein wärmerer und feuchterer Ort, an dem flüssiges Wasser einen Großteil der Planetenoberfläche bedeckte. Leider verschwanden diese Ozeane allmählich, als der Mars im Laufe von Hunderten von Millionen von Jahren seine Atmosphäre verlor.
Wann und wo sich diese Ozeane gebildet haben, war Gegenstand zahlreicher wissenschaftlicher Untersuchungen und Debatten. Laut einer neuen Studie eines Forscherteams der UC Berkeley war die Existenz dieser Ozeane mit dem Aufstieg des Tharis-Vulkansystems verbunden. Sie theoretisieren weiter, dass sich diese Ozeane mehrere hundert Millionen Jahre früher als erwartet gebildet haben und nicht so tief waren wie bisher angenommen.
Die Studie mit dem Titel „Timing der Ozeane auf dem Mars aufgrund von Küstenverformungen“ wurde kürzlich in der Fachzeitschrift veröffentlicht Natur. Die Studie wurde von Robert I. Citron, Michael Manga und Douglas J. Hemingway durchgeführt - einem Doktoranden, Professor und Postdoktoranden des Department of Earth and Planetary Science und des Center for Integrative Planetary Science an der UC Berkeley.
Wie Michael Manga kürzlich in einer Pressemitteilung von Berkeley News erklärte:
„Die Annahme war, dass sich Tharsis eher schnell und früh als allmählich bildete und dass die Ozeane später kamen. Wir sagen, dass die Ozeane älter sind als die Lavaausgüsse, die Tharsis gemacht haben. "
Die Debatte über die Größe und das Ausmaß der vergangenen Ozeane des Mars ist auf einige beobachtete Inkonsistenzen zurückzuführen. Wenn der Mars seine Atmosphäre verlor, wäre sein Oberflächenwasser im Wesentlichen zu unterirdischem Permafrost gefroren oder in den Weltraum geflüchtet. Diejenigen Wissenschaftler, die nicht glauben, dass der Mars einst Ozeane hatte, weisen darauf hin, dass die Schätzungen, wie viel Wasser versteckt oder verloren gegangen sein könnte, nicht mit den Schätzungen der Größe der Ozeane übereinstimmen.
Darüber hinaus reicht das Eis, das jetzt in den Polkappen konzentriert ist, nicht aus, um einen Ozean zu erzeugen. Dies bedeutet, dass entweder weniger Wasser auf dem Mars vorhanden war als in früheren Schätzungen angegeben, oder dass ein anderer Prozess für den Wasserverlust verantwortlich war. Um dieses Problem zu lösen, haben Citron und seine Kollegen ein neues Marsmodell entwickelt, bei dem sich die Ozeane vor oder gleichzeitig mit dem größten Vulkanmerkmal des Mars - Tharsis Montes - vor etwa 3,7 Milliarden Jahren gebildet haben.
Da Tharsis zu dieser Zeit kleiner war, verursachte es nicht die gleiche Krustenverformung wie später. Dies gilt insbesondere für die Ebenen, die den größten Teil der nördlichen Hemisphäre bedecken und vermutlich ein alter Meeresboden waren. Da diese Region nicht denselben geologischen Veränderungen unterworfen war, die später eingetreten wären, wäre sie flacher gewesen und hätte etwa die Hälfte des Wassers gehalten.
"Die Annahme war, dass sich Tharsis eher schnell und früh als allmählich bildete und dass die Ozeane später kamen", sagte Manga. "Wir sagen, dass die Ozeane älter sind als die Lavaausgüsse, die Tharsis verursacht haben."
Darüber hinaus vermutete das Team, dass die vulkanische Aktivität, die Tharsis verursachte, möglicherweise für die Bildung der frühen Ozeane des Mars verantwortlich war. Grundsätzlich hätten die Vulkane Gase und Vulkanasche in die Atmosphäre ausgestoßen, was zu einem Treibhauseffekt geführt hätte. Dies hätte die Oberfläche bis zu dem Punkt erwärmt, an dem sich flüssiges Wasser bilden könnte, und auch unterirdische Kanäle geschaffen, die es dem Wasser ermöglichten, die nördlichen Ebenen zu erreichen.
Ihr Modell widerspricht auch anderen früheren Annahmen über den Mars, wonach die vorgeschlagenen Küstenlinien sehr unregelmäßig sind. Im Wesentlichen variiert das, was auf dem alten Mars als „Wasserfront“ -Eigentum angenommen wurde, in der Höhe um bis zu einen Kilometer. Während auf der Erde die Küstenlinien eben sind. Auch dies lässt sich durch das Wachstum der Tharsis-Vulkanregion vor rund 3,7 Milliarden Jahren erklären.
Anhand der aktuellen geologischen Daten des Mars konnte das Team nachverfolgen, wie sich die Unregelmäßigkeiten, die wir heute sehen, im Laufe der Zeit gebildet haben könnten. Dies hätte begonnen, als sich vor 4 Milliarden Jahren der erste Marsozean (Arabien) zu bilden begann und die ersten 20% des Wachstums von Tharsis Montes zu verzeichnen waren. Als die Vulkane wuchsen, wurde das Land niedergeschlagen und die Küste verschob sich im Laufe der Zeit.
In ähnlicher Weise können die unregelmäßigen Küstenlinien eines nachfolgenden Ozeans (Deuteronilus) durch dieses Modell erklärt werden, indem angegeben wird, dass es sich während der letzten 17% des Wachstums von Tharsis gebildet hat - vor ungefähr 3,6 Milliarden Jahren. Das Isidis-Merkmal, bei dem es sich anscheinend um einen alten See handelt, der leicht von der Utopia-Küste entfernt ist, könnte auch auf diese Weise erklärt werden. Als sich der Boden verformte, hörte Isidis auf, Teil des Nordozeans zu sein und wurde zu einem zusammenhängenden Seeufer.
"Diese Küstenlinien könnten von einem großen Körper flüssigen Wassers eingelagert worden sein, der vor und während der Einlagerung von Tharsis statt danach existierte", sagte Citron. Dies steht sicherlich im Einklang mit dem beobachtbaren Effekt, den Tharsis Mons auf die Topographie des Mars hatte. Die Masse erzeugt nicht nur eine Ausbuchtung auf der gegenüberliegenden Seite des Planeten (dem Elysium-Vulkankomplex), sondern auch ein massives Canyon-System dazwischen (Valles Marineris).
Diese neue Theorie erklärt nicht nur, warum frühere Schätzungen über das Wasservolumen in den nördlichen Ebenen ungenau waren, sondern kann auch die Talnetze (durch fließendes Wasser geschnitten) erklären, die ungefähr zur gleichen Zeit auftraten. Und in den kommenden Jahren kann diese Theorie von den Robotermissionen getestet werden, die die NASA und andere Weltraumagenturen zum Mars schicken.
Betrachten Sie die Innenerkundung der NASA mithilfe der Mission Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport (InSight), deren Start für Mai 2018 geplant ist. Sobald dieser Lander den Mars erreicht, wird er eine Reihe fortschrittlicher Instrumente verwenden - darunter ein Seismometer, eine Temperatursonde und radiowissenschaftliches Instrument - um das Innere des Mars zu messen und mehr über seine geologische Aktivität und Geschichte zu erfahren.
Die NASA geht unter anderem davon aus, dass InSight die im Inneren gefrorenen Überreste des alten Marsozeans und möglicherweise sogar flüssiges Wasser entdecken könnte. Neben dem Mars 2020 Rover, der ExoMars 2020Es wird erwartet, dass diese Bemühungen und eventuelle Missionen mit Besatzung ein vollständigeres Bild der Marsvergangenheit liefern, einschließlich des Zeitpunkts, zu dem wichtige geologische Ereignisse stattfanden und wie sich dies auf den Ozean und die Küsten des Planeten ausgewirkt haben könnte.
Je mehr wir über die Ereignisse auf dem Mars in den letzten 4 Milliarden Jahren erfahren, desto mehr erfahren wir über die Kräfte, die unser Sonnensystem geprägt haben. Diese Studien tragen auch wesentlich dazu bei, dass Wissenschaftler feststellen können, wie und wo sich lebenswichtige Bedingungen bilden können. Dies (wir hoffen) wird uns helfen, das Leben eines Tages in einem anderen Sternensystem zu finden!
Die Ergebnisse des Teams waren auch Gegenstand eines Papiers, das diese Woche auf der 49. Lunar and Planetary Science Conference in The Woodlands, Texas, vorgestellt wurde.
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