Planetenforschung: Grundwassergespeister Kratersee auf dem Mars?

Die Hinweise, dass es auf dem Roten Planeten einmal flüssiges Wasser gab, häufen sich. Nun konnten in einem 2,2 Kilometer tiefen Krater Gesteine identifiziert werden, die darauf hindeuten, dass der Kraterboden einst von einem See bedeckt war. Die Höhe des Wasserspiegels über dem Grund lässt sich aus Rinnen – ehemaligen Flusstälern – erahnen, die sich in die Kraterwand eingegraben haben.

Elena Sellentin

3-dimensionale Darstellung des McLaughlin-Kraters auf dem Mars — © High Resolution Stereo Camera (HRSC)/Mars Express/Freie Universität Berlin (Ausschnitt)

Der McLaughlin-Krater auf dem Mars hat einen Durchmesser von 92 Kilometern, und ist mit einer Tiefe von 2,2 Kilometern eine der tiefsten Hohlformen im Gestein des Roten Planeten. Der Mars Reconnaissance Orbiter der NASA hat diesen Krater nun genauer untersucht und fand Hinweise auf einen längst ausgetrockneten See in seinem Inneren. Gespeist wurde dieser See wahrscheinlich von Grundwasser, das in den tiefen Krater eindrang.

Digital erstellte 3-D-Ansicht des McLaughlin-Kraters | Für diese Ansicht des McLaughlin-Kraters wurde sein Höhenprofil digital nachgebildet. Am Boden des Kraters befinden sich Sedimente, wie sie sich am Grund eines Sees bilden. Überschüttet sind diese Gesteine teilweise von Schuttströmen, die auf einen Hangrutsch zurückgehen könnten.

Diese Schlussfolgerungen zogen Forscher um Joseph R. Michalski vom Natural History Museum in London und dem US-amerikanischen Planetary Science Institute in Arizona, als sie Spektren des CRISM-Instruments an Bord des Mars Reconnaisance Orbiters auswerteten. In diesen Spektren zeigt sich, wie intensiv das Gestein am Kratergrund Licht bestimmter Wellenlängen reflektiert. Der Vergleich mit in irdischen Laboren gewonnen Spektren von bekannten Gesteinsproben erlaubte damit die Identifikation solcher Verbindungen auf dem Mars. Ergänzt wurden diese spektralen Untersuchungen durch Aufnahmen der Oberflächenstrukturen im McLaughlin-Krater.

Sedimente auf dem Grund des McLaughlin-Kraters | Dies Bild nahm der Mars Reconnaissance Orbiter vom Grund des McLaughlin-Kraters auf. Zu erkennen sind die flächig geschichteten Sedimentgesteine, die größtenteils aus Karbonaten und Tonmineralen bestehen. Solche Gesteine bilden sich nur durch Wechselwirkung mit Wasser. Zusammen mit Rinnen (Flusstälern) in der Kraterwand, legen sie daher den Verdacht nahe, dass dieser Marskrater einst von einem See erfüllt war.

Das Ergebnis: Am Boden dieses Kraters finden sich Gesteinsformationen, deren Gestalt Ablagerungen in Seen ähneln. Darauf weisen ihre flache Schichtung und ihre vermuteten Hauptbestandteile wie eisen- und magnesiumreiche Tonminerale und Karbonate hin. In den Kraterwänden ließen sich einzelne Rinnen (Flusstäler) nachweisen, die wohl von herab strömendem Wasser ausgeschürft wurden. Diese Flusstäler enden jedoch rund 500 Meter über dem Boden des Kraters. Dies könnte darauf zurückzuführen sein, dass hier in der Vergangenheit die Oberfläche des Sees lag. Tritt nämlich ein Fluss in ein stehendes Gewässer ein, so wird er gebremst und verliert seine erosive Wirkung. Stattdessen lagert der Fluss dann die von ihm mitgeführten Gesteine ab und es entstehen große Sedimentbecken. Tatsächlich enden die vermeintlichen Flüsse direkt über einer flach vorspringenden Ausbuchtung der Kraterwand. Dies könnte laut Michalski und seinem Team eine solche Sedimentbank sein. Auf dem Kratergrund finden sich lappenförmige Ablagerungen, die sich beispielsweise durch einen Hangrutsch erklären lassen. Da ein Hangrutsch innerhalb kurzer Zeit Material in der Tiefe begräbt, bietet er ideale Bedingungen, um organische Substanzen zu konservieren. Die Forscher werben daher dafür, dass dieser Krater mit künftigen Landemissionen erneut untersucht wird.