Das „helle Geheimnis“ des Kraters Trouvelot auf dem Mars
Neue Bilder der deutschen Marskamera HRSC zeigen eine markante Landschaft in der Region Arabia Terra. Diese Gegend ist geprägt von Einschlägen großer und kleiner Asteroiden, die eine Landschaft mit zahlreichen Einschlagspuren hinterlassen haben. Im Fokus steht der Krater Trouvelot mit seinen dunklen Ablagerungen, Dünen, hellen Felsvorsprüngen – und einer für den Mars eher ungewöhnlichen hellen geologischen Formation. HRSC ist ein Kameraexperiment, das vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) für die ESA-Mission Mars Express entwickelt wurde und seit Januar 2004 Aufnahmen des Mars zur Erde schickt.
Bild: ESA/DLR/FU Berlin CC BY-SA 3.0 IGO
Die aus den Bilddaten berechneten digitalen Geländemodelle ermöglichen die topographische Kartierung des Planeten und eine dreidimensionale Visualisierung der Marslandschaft. Durch die genaue Vermessung von Oberflächen mithilfe dieser Daten können geologische Prozesse in der Frühzeit des Mars in ihrer Art und in den zeitlichen Abläufen rekonstruiert werden. Auf der sich dynamisch verändernden Erde ist dieser Blick in die Frühzeit des Planeten nicht möglich.
Ein Astronomie-Pionier als Namensgeber
Arabia Terra liegt zwischen zwei großen Abflusskanälen – Mawrth Vallis im Norden und Ares Vallis im Südwesten. Das Mawrth Vallis mit seinen zahlreichen Windungen ist besonders für seine vielfältige Mineralogie bekannt, darunter Sulfate und Tonminerale, die sich unter dem Einfluss von Wasser gebildet haben.
Das auffälligste Merkmal in der Gegend ist der Krater Trouvelot (siehe kommentiertes Bild). Stattliche 149 Kilometer breit, könnte er das gesamte Erzgebirge der Länge nach aufnehmen. In unmittelbarer Nähe befinden sich drei weitere große sowie eine Reihe von kleinen Einschlagkratern. Bei der Namensgebung stand der französische Illustrator und Astronom Etienne Léopold Trouvelot (1827-1895) Pate. Bekannt geworden ist er durch seine zahlreichen astronomischen Zeichnungen und Beobachtungsskizzen. Diese waren viel detaillierter als die ersten astronomischen Fotoaufnahmen des 19. Jahrhunderts. Neben dem Krater auf dem Mars wurde auch ein Mondkrater nach ihm benannt.
Verwitterte Krater-Rände verraten Alter der Region
Die Vielzahl der Krater in der Region spiegelt das hohe Alter von Arabia Terra von 3,7 bis 4,1 Milliarden Jahren wider. Erkennbar ist dies anhand der stark verwitterten Ränder von Trouvelot und seinen Nachbarn. Aufgrund ihrer Erosion im Laufe der Zeit erscheinen sie stark zerklüftet und faltig. Der Rand des „Nachbarn“ von Trouvelot ist kaum noch zu erkennen – ein Indiz dafür, dass er der älteste der vier großen Krater in diesem Bild ist. Ein weiteres Anzeichen für sein hohes Alter ist seine terrassierte Wand. Solche stufenartigen Strukturen entstehen, wenn die Wände von Kratern mit Durchmessern von mehr als 100 Kilometern im Laufe der Zeit instabil werden. Sie stürzen unter ihrem eigenen Gewicht ein, und das abgerutschte Material entlang der Rundung bildet Terrassen oberhalb des Bodens.
Bei näherer Betrachtung von Trouvelot erkennt man, dass sich auf seinem Boden Sanddünen aus dunklem Material gebildet haben. Diese Sande sind reich an sogenannten mafischen Mineralen. Sie sind vulkanischen Ursprungs mit einem hohen Anteil an Magnesium und Eisen. Sie könnten aus mächtigen Schichten alter vulkanischer Asche stammen, die über längere geologische Zeiträume von anderen Ablagerungen überdeckt und begraben wurden. Auf diese Weise waren sie vor der Verwitterung durch Wasser an der Oberfläche geschützt. Spätere Einschläge könnten diese vergrabene Schicht angeschnitten und das dunkle Material entlang der Kraterwand wieder freigelegt haben. Vom Wind wird es zu unzähligen Dünen, meist innerhalb der Einschlagskrater, aufgetürmt. Ein Teil der dunklen Sande auf dem Mars dürfte auch durch die mechanische Zerkleinerung basaltischer Lavaablagerungen gebildet worden sein.
Ein ungelöstes Rätsel
Besonders auffällig ist ein heller Hügel auf dem Boden von Trouvelot mit einer geriffelten, gefurchten Oberfläche. Er ist etwa 20 Kilometer lang, 270 Meter hoch und gehört zu den sogenannten „Äquatorialen Geschichteten Ablagerungen“, die auch in anderen Kratern dieser Region vorkommen. Helle Sedimentberge wie diese stehen oft in Zusammenhang mit Mineralen, die durch Wasser gebildet wurden. Sie sind deutlich heller als ihre Umgebung, zeichnen sich also durch eine höhere Reflexionsstrahlung im Vergleich zu ihrer Umgebung aus (in der Fachsprache als Albedo bezeichnet). Spektroskopische Untersuchungen haben gezeigt, dass diese Ablagerungen überwiegend aus ton- und schwefelhaltigen Mineralen bestehen.
Beide Mineralgruppen entstehen durch Verwitterungsprozesse unter Beteiligung von Wasser, was ihre Entstehungsgeschichte für die Wissenschaft besonders interessant macht. Theorien gehen davon aus, dass die hellen Berge als Sedimentablagerungen in ehemaligen Kraterseen entstanden sein könnten. Nachdem das Wasser verschwand, erodierte der Wind zahlreiche Furchen in die Oberfläche der geschichteten Sedimente. Ein vergleichbarer, wenn auch größerer und höherer heller Hügel befindet sich im Krater Becquerel, rund 300 Kilometer nordöstlich von Trouvelot. Auch im Grabensystem Valles Marineris finden sich viele dieser auffälligen Sedimentstrukturen. Die Entschlüsselung ihrer Entstehung ist nach wie vor ein komplexes und aktuelles Forschungsthema.