(NASA/JPL/Universität von Arizona) Versteckt in einer Schlucht Mars Wissenschaftler haben ein windgepeitschtes Feld aus festem Sand entdeckt, das sich vor etwa einer Milliarde Jahren in Fels verwandelte.
Obwohl diese gefrorene Ebene aus Paläodünen stark erodiert ist, hat sie der Zeit bemerkenswert gut standgehalten, viel besser als versteinerte Sandwellen auf der Erde, die den Launen von Wind, Wasser und den sich verändernden Landschaften der tiefen Zeit ausgesetzt sind.
Wenn wir verstehen, wie sich diese Dünenformen im Laufe der Zeit bewährt haben, könnten wir Einblick in die Sedimentprozesse auf dem Mars gewinnen und gleichzeitig etwas über die geologische Geschichte des Planeten verraten.
„Aufgrund der anhaltenden Erosion und Tektonik ist dieser Erhaltungsgrad bei terrestrischen Sanddünen selten.“ erklärt Der Planetenforscher Matthew Chojnacki vom Planetary Science Institute.
„Basierend auf den Beziehungen der Dünenablagerung zu anderen geologischen Einheiten und modernen Erosionsraten schätzen wir, dass diese etwa eine Milliarde Jahre alt sind.“
(NASA/JPL/Universität von Arizona)
Heutzutage sind vom Wind aufgewirbelte Sanddünen auf dem Mars weit verbreitet, und die Größe und Anordnung der Sanddünen, die im breitesten Teil der Schlucht Valles Marineris – dem Melas Chasma – befestigt sind, sehen denen auffallend ähnlich in jüngerer Zeit entstanden .
Dies deutet darauf hin, dass sich das Klima und die Atmosphäre auf dem Mars seit sehr, sehr langer Zeit kaum verändert haben. Astronomen sagen, dass Ausrichtung, Länge, Höhe, Form und Neigung der Paläodünen von Melas Chasma alle kürzlich entstandenen Sandwellen ähneln, die anderswo auf dem Roten Planeten zu sehen sind.
„Dies deutet darauf hin, dass sich die Hauptwindrichtungen, die für die Form der Dünen verantwortlich sind, im Laufe der Zeit nicht wesentlich verändert haben“, sagt Chojnacki erzählt EarthSky.
„Wir sehen auch sehr ähnlich große und ähnlich große Sanddünen aus beiden Zeiträumen.“ Dies könnte darauf hindeuten, dass der atmosphärische Druck nicht wesentlich unterschiedlich war.“
Mithilfe von Bildern aus dem High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) und topografischen Daten des Mars haben Forscher die Eigenschaften der Bettform von Melas Chasma dokumentiert und datiert.
Obwohl die Topographie dieser Schlucht immer noch unvollständig ist, da einige der Dünen erodiert oder verschüttet wurden, zeichnen die Paläo-Dünen, die wir entschlüsseln können, „kein dramatisch anderes Bild als das, was man von ihren modernen Gegenstücken gewinnen kann“, so die Forscher Forscher erklären .
Die Autoren fanden heraus, dass einige Dünen unter Dutzenden Metern Material begraben waren, das offenbar von einem katastrophalen Vulkanereignis stammte.
(Chojnacki et al., JGR Planets 2020)
Irgendwann später, so prognostizieren die Autoren, kam eine flüchtige Verbindung mit den verdichteten Sanddünen in Kontakt und trug dazu bei, sie zu verhärten, wodurch die Wellen rechtzeitig eingefroren wurden, als sie über das Melas Chasma wanderten.
Derselbe Prozess kann auf der Erde beobachtet werden, wenn Grundwasser in eine teilweise vergrabene Sanddüne eindringt – es bilden sich Schichten aus versteinertem Sand wie diese berühmte gestreifte Strukturen im Zion-Nationalpark . Im Gegensatz zu unserem Planeten haben versteinerte Sanddünen auf dem Mars jedoch mit weitaus weniger Elementen zu kämpfen.
In Ermangelung von Wasser, Vegetation oder Plattentektonik sind Passatwinde die Haupterodierer auf dem Mars, und im Laufe der Zeit hat dies dazu beigetragen, die vulkanische Hülle, die einst diese Dünen bedeckte, zurückzumeißeln.
Nahaufnahme von Sanddünen, aufgenommen mit der HiRISE-Kamera. ( NASA/ JPL-Caltech/University of Arizona)
Die bloße Existenz und der Erhaltungsgrad dieser Dünen weisen auf einen wichtigen Unterschied in der Landschaftsentwicklung von Erde und Mars hin.
Während alte versteinerte Sanddünen auf der Erde selten zu finden sind und viel stärker erodiert sind, sind die Melas Chasma scheint zu besitzen „Ausgedehnte Paläo-Dünenfelder, die über den Beckenboden verstreut sind, wo viele Dünenformen und ihre Morphologie weitgehend intakt erscheinen.“
„Wasser und Tektonik, die die Erdoberfläche ständig verändern, spielen auf dem Mars derzeit keine Rolle, daher besteht die Möglichkeit, aus den geologischen Aufzeichnungen des Roten Planeten zu lernen.“ sagt Chojnacki.
„Diese Ergebnisse zeigen uns, dass windgetriebener Sandtransport, -ablagerung und -lithifizierung während eines Großteils der jüngeren Marsgeschichte stattgefunden hat, und veranschaulichen, wie sehr sich die Landschaftsentwicklung dort von der der Erde unterscheidet.“
Die Studie wurde veröffentlicht in JGR-Planeten .