Vor vier Milliarden Jahren gab es in Einschlagkratern auf dem Mars Seen, die vermutlich von kurzlebigen Flüssen gespeist wurden. Zu diesem Resultat kommt ein internationales Forscherteam, das die Bilder von verschiedenen Mars-Satelliten analysiert hat. Die Fotos stammen von der Stereo-Kamera der europäischen Sonde «Mars Express» sowie von mehreren Kameras zweier Mars-Satelliten der Nasa. Mit dem Bildmaterial konnten Ernst Hauber vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt und seine Kollegen sowohl die grossräumigen Strukturen als auch kleine Details der Region Xanthe Terra studieren. Dabei entdeckten sie in mehreren Kratern die gut erhaltenen Überbleibsel einstiger Deltas. Die Resultate sind vergangene Woche an der europäischen Planetologen-Konferenz im westfälischen Münster vorgestellt worden.
Aufschlussreiche Ablagerungen
Bei Xanthe Terra handelt es sich um eine Hochebene in der Äquatorregion des Mars, die von tief eingeschnittenen Tälern durchzogen ist. Seit längerem vermutet man, dass diese Gegend einst von Flüssen geformt wurde. Flüsse transportieren auf ihrem Weg erodiertes Gesteinsmaterial talwärts. Wenn ihre Fliessgeschwindigkeit nachlässt, reicht die Energie nicht mehr, um die Sedimentfracht zu bewegen – diese wird abgelagert. Typischerweise geschieht so etwas, wenn ein Fluss in ein grösseres Becken mündet. Die Art der Ablagerung hängt dabei von der Natur dieses Beckens ab: Ist es mit Wasser gefüllt, also etwa mit einem See oder einem Meer, so bilden sich Deltas. Ist das Becken jedoch trocken, verliert der Fluss an Geschwindigkeit und versickert langsam. Es bildet sich ein sogenannter Schwemmkegel, der sich deutlich von einem Delta unterscheidet. Die Analyse von Sedimentkörpern kann also Aufschluss darüber geben, ob früher Seen auf dem Mars existierten.
Besonders klare Verhältnisse fanden Hauber und seine Kollegen in einem kleinen Krater mit einem Durchmesser von fünf Kilometern vor. Von Süden her mündet hier ein heute ausgetrocknetes Flusstal in den Krater. An der Mündung wurde erodiertes Gesteinsmaterial fächerförmig verteilt. Fast der gesamte Krater ist mit den Sedimenten angefüllt. Topografische Messungen zeigen, dass dieses Material mindesten 50 Meter mächtig ist. Wie bei irdischen Deltas ist das Sediment aus zahlreichen dünnen Einzelschichten aufgebaut. Besonders interessant sei, so Hauber, dass ein kleines Tal den Krater in östliche Richtung verlasse. Nach seiner Meinung beweist dies, dass einst tatsächlich Wasser in dem Krater gestanden hat. Ähnliche Strukturen sind auch von einigen weiteren Kratern bekannt.
Schnee oder Regen?
Wann aber existierten diese Seen? Die statistische Verteilung von Einschlagkratern kann Einblicke in das Alter von Planetenoberflächen gewähren: Je mehr Krater auf einer Fläche gezählt werden, desto älter ist das Gebiet. Entsprechende Zählungen ergaben, dass die Täler in Xanthe Terra vor etwa 3,8 bis 4 Milliarden Jahren Wasser führten. Die Bildung der Deltas dürfte sich relativ schnell vollzogen haben – zumindest gemessen an sonstigen geologischen Zeiträumen. Die Ablagerungen könnten durchaus in Jahrzehnten bis Jahrtausenden entstanden sein. Selbst bei sehr geringem Wasserdurchfluss hätte es nicht mehr als einige hunderttausend Jahre gedauert, bis die Deltas ihre heutige Ausdehnung erreichten.
Die Forscher fanden zudem Hinweise darauf, dass die Flusstäler in Xanthe Terra zumindest teilweise durch abfliessendes Oberflächenwasser nach Niederschlägen geformt wurden. Das ist nicht selbstverständlich. Denn sehr ähnliche Flusstäler können auch durch die Erosion beim Austritt von Grundwasser gebildet werden. Ob es sich bei den Niederschlägen um Regen oder Schnee handelte, hält Hauber für eine offene Frage. Jedenfalls dauerte die feuchte Periode in dieser Region nicht allzu lange: Vor etwa 3,5 bis 3,8 Milliarden Jahren nahmen die Niederschläge ab, und die Täler trockneten aus. Seither ist die Erosion dort minimal – ein Grund, warum die leicht erodierbaren Deltas immer noch erhalten sind. Dagegen betonte der Planetenforscher Gerhard Neukum von der Freien Universität Berlin an der Konferenz den episodischen Charakter der Feuchtperioden. Ihre Spuren liessen sich in anderen Mars-Regionen bis in die jüngere geologische Vergangenheit nachweisen.
