Die moderne Marslandschaft ist ein Paradoxon. Die vielen Oberflächenmerkmale sind denen auf der Erde sehr ähnlich, die durch Erosion durch Wasser verursacht werden. Aber für ihr Leben können sich Wissenschaftler nicht vorstellen, wie Wasser für den größten Teil der Marsgeschichte auf die kalte und ausgetrocknete Marsoberfläche geflossen sein könnte. Während der Mars einst ein wärmerer und feuchterer Ort war, herrscht seit Milliarden von Jahren eine sehr dünne Atmosphäre, was Wasserfluss und Erosion höchst unwahrscheinlich macht.
Während die Marsoberfläche regelmäßig warm genug wird, um das Auftauen des Eises zu ermöglichen, würde flüssiges Wasser kochen, sobald es der dünnen Atmosphäre ausgesetzt ist. In einer neuen Studie, die von einem internationalen Forscherteam aus Großbritannien, Frankreich und der Schweiz durchgeführt wurde, wurde jedoch festgestellt, dass ein anderer Transportprozess, bei dem das Wassereis sublimiert wird, dazu führen könnte, dass die Marslandschaft zu dem wird, was sie heute ist .
Die Studie, die von Dr. Jan Raack - einer Marie Sklodowska-Curie-Forschungsstipendiatin an der Open University - geleitet wurde, wurde kürzlich in der Fachzeitschrift veröffentlicht Naturkommunikation. Diese Forschungsstudie mit dem Titel „Wasserinduzierte Sedimentschwebung verbessert den Gefälletransport auf dem Mars“ bestand aus Experimenten, in denen getestet wurde, wie Prozesse auf der Marsoberfläche den Wassertransport ermöglichen können, ohne dass er in flüssiger Form vorliegt.
Für die Durchführung ihrer Experimente verwendete das Team die Mars-Simulationskammer, ein Instrument der Open University, mit dem die atmosphärischen Bedingungen auf dem Mars simuliert werden können. Dies beinhaltete, den atmosphärischen Druck in der Kammer auf das für den Mars normale Niveau zu senken - etwa 7 mbar im Vergleich zu 1000 mbar (1 bar oder 100 Kilopascal) hier auf der Erde - und gleichzeitig die Temperaturen anzupassen.
Auf dem Mars reichen die Temperaturen von -143 ° C im Winter an den Polen bis zu 35 ° C am Äquator am Mittag im Sommer. Nachdem das Team diese Bedingungen wiederhergestellt hatte, stellte es fest, dass Wassereis, das der simulierten Marsatmosphäre ausgesetzt war, nicht einfach schmelzen würde. Stattdessen würde es instabil werden und heftig abkochen.
Das Team stellte jedoch auch fest, dass dieser Prozess große Mengen an Sand und Sedimenten bewegen kann, die effektiv auf dem kochenden Wasser „schweben“. Dies bedeutet, dass im Vergleich zur Erde relativ kleine Mengen flüssigen Wassers Sedimente über die Marsoberfläche bewegen können. Diese schwebenden Sand- und Schuttaschen könnten große Dünen, Schluchten, wiederkehrende Hanglinien und andere auf dem Mars beobachtete Merkmale bilden.
In der Vergangenheit haben Wissenschaftler angegeben, wie diese Merkmale das Ergebnis des Sedimenttransports an Hängen sind, waren jedoch hinsichtlich der dahinter stehenden Mechanismen unklar. Wie Dr. Jan Raack in einer Pressemitteilung von OUNews erklärte:
„Unsere Forschung hat herausgefunden, dass dieser Schwebeeffekt, der durch kochendes Wasser unter niedrigem Druck verursacht wird, den schnellen Transport von Sand und Sedimenten über die Oberfläche ermöglicht. Dies ist ein neues geologisches Phänomen, das auf der Erde nicht vorkommt und für das Verständnis ähnlicher Prozesse auf anderen Planetenoberflächen von entscheidender Bedeutung sein könnte. "
Durch diese Experimente konnten Dr. Raack und seine Kollegen Aufschluss darüber geben, wie die Bedingungen auf dem Mars Merkmale zulassen können, die wir hier auf der Erde mit fließendem Wasser in Verbindung bringen. Diese Studie trägt nicht nur dazu bei, eine etwas umstrittene Debatte über die geologische Geschichte und Entwicklung des Mars zu lösen, sondern ist auch für zukünftige Explorationsmissionen von Bedeutung.
Dr. Raack erkennt die Notwendigkeit weiterer Forschung an, um die Schlussfolgerungen ihrer Studie zu bestätigen, und wies darauf hin, dass die ESA ExoMars 2020 Rover wird gut aufgestellt sein, um es durchzuführen, sobald es eingesetzt ist:
„Dies ist ein kontrolliertes Laborexperiment. Die Forschung zeigt jedoch, dass die Auswirkungen relativ geringer Wassermengen auf den Mars bei der Bildung von Merkmalen auf der Oberfläche möglicherweise stark unterschätzt wurden. Wir müssen genauer untersuchen, wie Wasser auf dem Mars schwebt, und Missionen wie der ESA ExoMars 2020 Rover werden wichtige Erkenntnisse liefern, um unseren nächsten Nachbarn besser verstehen zu können. “
Die Studie wurde von Wissenschaftlern des STFC Rutherford Appleton Laboratory, der Universität Bern und der Universität Nantes gemeinsam verfasst. Das ursprüngliche Konzept wurde von Susan J. Conway von der Universität Nantes entwickelt und durch einen Zuschuss der Forschungsinfrastruktur Europlanet 2020 finanziert, die Teil des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizont 2020 der Europäischen Union ist.
Schauen Sie sich auch dieses Video von Dr. Jan Raack an, in dem das Experiment mit freundlicher Genehmigung von The Open University erklärt wird:
