Gebiete wie diese gibt es auf der Erde nicht: Sie sind durchzogen von Kratern, Rissen, Kämmen, Tälern, großen und kleinen eckigen Blöcken. Daher auch der Name „chaotisches Terrain“. Wie diese eigentümlichen Regionen auf dem Mars entstanden sind, darüber wird in der Fachwelt seit langem diskutiert. Wasser, entweder flüssig oder als Eis, habe dabei eine zentrale Rolle gespielt, so die gängige Theorie. Eine in der Zeitschrift „Geophysical Research Letters“ veröffentlichte Studie, die unter Leitung von Erica Luzzi, Doktorandin an der Jacobs University Bremen, erstellt wurde, legt nun eine andere Entstehungsursache nahe: vulkanisch-tektonische Prozesse.
Auf dem Mars existiert chaotisches Terrain in verschiedenen Regionen. Es erreicht Durchmesser von 20 bis über 700 Kilometer, besteht vielfach aus kantigen Blöcken, die mehrere hundert Meter hoch sein können und weist eine ganz charakteristische Geometrie auf. Entstanden ist das Gebiet, so die am meisten verbreitete These, vor 3,7 bis 2,9 Milliarden Jahren indem unter der Oberfläche befindliche Eisreservoirs durch Wärme plötzlich schmolzen und große Mengen an Wasser freisetzten. Nach Abfluss des Wassers kollabierte demnach die Oberfläche über den neu entstandenen Hohlräumen, die Landschaft stürzte in sich zusammen.
„Wenn Wasser tatsächlich die dominierende Rolle bei der Entstehung gespielt hatte, dann hätten wir in jedem chaotischen Terrain mehr Beweise für sein Vorhandensein vor oder während des Kollaps finden müssen. In einigen chaotischen Terrains fehlen jedoch wässrige Morphologien und Mineralien oder sie datieren auf die Zeit nach dem Kollaps“, sagt Erica Luzzi, die derzeit ihre Promotion unter der Betreuung von Dr. Angelo Pio Rossi, Professor of Earth and Planetary Research an der Jacobs University, beendet.
Die Geologin stellte eine Verbindung her zu ganz ähnlichen Oberflächenstrukturen auf dem Mond. Dabei geht es um Krater, die durch magmatische Prozesse entstanden sind und später durch Bodenbruch kollabierten. Im Labor des National Research Council of Italy stellte Erica Luzzi die Bedingungen auf dem Mars und den Mond nach. Sie reproduzierte einen Prozess, der im Englischen als „piecemeal caldera collapse“ bezeichnet wird. Die an dem Experiment beteiligten Wissenschaftler:innen bauten analoge Magmakammern, denen mehrfach Polyglyzerin zugefügt und wieder entzogen wurden. Die Ergebnisse waren eindeutig: „Wir haben die gleichen charakteristischen Brüche erzeugt, wie sie für chaotische Terrains typisch sind.“
Es ist das erste Mal, dass die Entstehung dieser Marsregion in einem analogen Experiment nachempfunden wurde. „Wir schließen nicht aus, dass Wasser bei der Bildung des chaotischen Terrains eine Rolle gespielt hat“, betont Erica Luzzi, die ein Amelia Earhart Fellowship hat – eine Förderung für besonders begabte Promovierende. „Unsere Hypothese ist, dass dies in einem späteren Stadium geschah als bislang angenommen und dass eine intensive magmatische Aktivität ursächlich für das chaotische Terrain war.“
Veröffentlichung: Luzzi, E., Rossi, A. P., Massironi, M., Pozzobon, R., Corti, G., & Maestrelli, D. (2021). Caldera collapse as the trigger of Chaos and fractured craters on the Moon and Mars. Geophysical Research Letters, 48, e2021GL092436. https://doi.org/10.1029/2021GL092436
Quelle: off. Pm der Jacobs University Bremen gGmbH
Titelbildunterschrift: Ansicht eines chaotischen Terrains auf dem Mars. (Foto: Erica Luzzi/Murray Lab)
Pia Gaupels
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