Milliarden Jahre alte konservierte Dünenfelder liefern Einblicke in die Klimageschichte des Mars

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Die Entdeckung von Dünenfeldern auf dem Mars, die bis zu einer Milliarde Jahre im Gestein konserviert wurden und somit auch heute noch weitgehend erhalten sind, bietet neue Erkenntnisse über die früheren klimatischen Bedingungen unseres Nachbarplaneten.

In einer Publikation des Geologen Matthew Chojnacki vom Planetary Science Institute in Tucson, Arizona geht hervor, dass im Rahmen einer Kartierung ausgedehnter Sedimentgesteinsvorkommen in der Marsregion Valles Marineris deutliche Hinweise auf eine erhaltene Lithifizierung sehr alter Dünenfeldern entdeckt wurden.

“Wir haben großflächige Dünenfelder in den Canyons der Marsregion identifiziert, die aufgrund ihrer Höhe, sowie der horizontalen Ausdehnung und der charakteristischen Neigung eindeutige Hinweise auf Lithifizierungsprozesse aufweisen.“, so Chojnacki. „Die untersuchten Dünenfelder sind etwa eine Milliarde Jahre alt“.

Bei einer Lithifizierung werden lockere Sedimente allmählich von neuen Sedimenten überlagert und durch eine fortschreitende, druckinduzierte Komprimierung des Porenvolumens zu Gestein verdichtet.

Das stark erodierte Erscheinungsbild der Dünenfelder im Zusammenspiel mit überlagerten Elementen, wie Kratern und Geröll, führt zu der Schlussfolgerung, dass es sich um sehr alte Landformen handelt. „Dennoch ist der hohe Erhaltungsgrad der Dünenfelder trotz der fortschreitenden Erosion selten”, so Chojnacki.

Denn auch wenn Sanddünen und andere windgeprägte Reliefformen auf der Oberfläche des Mars weit verbreitet sind, werden die meisten Ablagerungen in der Regel durch Erosion vollständig abgetragen.

“Aufgrund der Größe und der räumlichen Anordnung der Dünenformen, die sich nicht allzu sehr von modernen Äquivalenten unterscheiden, gehen wir davon aus, dass das Klima und der atmosphärische Druck während der Entstehung dieser alten Dünenfelder dem des heutigen Mars ähnelten.“

Prozesse der Oberflächenerosion und Reliefbildung unterscheiden sich auf dem Mars und der Erde grundlegend. “Wasser und tektonische Prozesse, welche die Erdoberfläche dauerhaft umgestalten, sind in der heutigen Zeit auf dem Mars keine reliefbildenden Faktoren mehr. Daher besteht die Möglichkeit, aus den geologischen Aufzeichnungen des roten Planeten zu lernen”, so Chojnacki. “Die alten Dünenfelder im Valles Marineris offenbaren mit ihrer komplexen Vielfalt an Landformen, sowie dem hohen Grad der Erhaltung den Reichtum der marsianischen Geologie.”

Quelle: Matthew Chojnacki, Lori K. Fenton, Aaron Robert Weintraub, Lauren A. Edgar, Mohini J. Jodhpurkar, Christopher S. Edwards (2020): Ancient Martian Aeolian Sand Dune Deposits Recorded in the Stratigraphy of Valles Marineris and Implications for Past Climates. https://doi.org/10.1029/2020JE006510

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