Bilddaten der hochauflösenden Stereokamera HRSC an Bord der ESA-Raumsonde Mars Express zeigen drei aufgereihte Einschlagkrater in einem der ältesten Gebiete auf dem Mars, Terra Sirenum. Der Nachweis von Tonmineralen im nordwestlichen Teil von Terra Sirenum zeugt von komplexen geologischen Prozessen, die mit flüssigem Wasser an der Marsoberfläche in Verbindung stehen. Mitarbeiter der Fachrichtung Planetologie und Fernerkundung der Freien Universität Berlin erstellten die hier gezeigten Ansichten. Die systematische Prozessierung der Daten erfolgte am DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof.

Terra Sirenum Perspektive
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Auf den ersten Blick wirkt die ungefähr 45 km lange und 24 km breite Vertiefung in der rechten (nördlichen) Bildhälfte unspektakulär. Tatsächlich handelt es sich dabei jedoch um drei sich gegenseitig überlagernde Einschlagkrater, die eventuell durch einen einzigen Meteoriten gebildet wurden, der vor dem Aufprall in drei Teile zerbrach. Die andere Möglichkeit, dass die Krater durch drei zeitlich weiter auseinanderliegende Einschlagsereignisse entstanden sind, ist weniger wahrscheinlich, da alle drei Krater den gleichen Zustand zeigen, also vermutlich gleich lang der Erosion ausgesetzt waren.

Terra Sirenum Farbaufsicht
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Der Dreifachkrater besitzt eine charakteristische mehrlagige Auswurfdecke, wobei durch die Überlappung des Auswurfmaterials der drei Krater eine Art „Schmetterlingsform“ entstand (vgl. PR vom 04.03.2011). Um eine derartige Auswurfdecke zu bilden, muss der Einschlag auf der Oberfläche unter einem flachen Winkel erfolgen. In der Farbaufsicht und im farbkodierten Höhenmodell ist am rechten oberen Ende des Dreifachkraters eine sogenannte „verbotene Zone“ zu erkennen, wo das Auswurfmaterial fehlt: sie zeigt an, dass der Meteorit aus nordwestlicher Richtung kam (Norden ist in diesen Bildern rechts).

Terra Sirenum Farbkodiertes Höhenmodell
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Am Boden des Dreifachkraters befinden sich geschichtete Ablagerungen, so wie auch in vielen weiteren Einschlagkratern im Nordwesten von Terra Sirenum. In Terra Sirenum, einer ausgedehnten, sehr alten Hochlandregion des Mars, wurden außerdem Spektralsignaturen von Tonmineralen innerhalb zahlreicher Einschlagskrater und auf den dazwischenliegenden Ebenen gefunden. Ermöglicht wurden diese Detektionen mit den Spektrometerexperimenten OMEGA an Bord der Mars Express Mission und CRISM an Bord des Mars Reconnaissance Orbiters. Sowohl geschichtete Ablagerungen als auch Tonminerale deuten auf ein längeres Einwirken flüssigen Wassers auf den Gesteinsuntergrund hin.

Veranschalichung Dreifachkrater

Es gibt Hinweise darauf, dass in der Marsvergangenheit Grundwasser aus dem Boden austrat und verdunstete. Hydrologische Modellrechnungen für diese Marsregion lassen auf einen ehemals hohen Grundwasserspiegel schließen der stellenweise zur Flutung von Einschlagkratern und Seenbildung geführt haben könnte. Die große Vielfalt an heute sichtbaren Mineralspuren und Ablagerungen, welche nach der Verdunstung des Oberflächenwassers zurückblieb, bietet Wissenschaftlern die Möglichkeit eine mehr als 3,7 Milliarden Jahre alte durch Wasser veränderte Marslandschaft zu erforschen.

Terra Sirenum Anaglyphe
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Bildverarbeitung und das HRSC-Experiment auf Mars Express

Die Aufnahmen mit der HRSC (High Resolution Stereo Camera) entstanden am 28. Januar 2017 während Orbit 16565 von Mars Express. Die Bildauflösung beträgt 22 Meter pro Bildpunkt (Pixel). Die Bildmitte liegt bei etwa 198° östlicher Länge und 27° südlicher Breite. Die Farbaufsicht wurde aus dem senkrecht auf die Marsoberfläche gerichteten Nadirkanal und den Farbkanälen der HRSC erstellt, die perspektivische Schrägansicht wurde aus den Stereokanälen der HRSC berechnet. Das Anaglyphenbild, das bei Betrachtung mit einer Rot-Blau- oder Rot-Grün-Brille einen dreidimensionalen Eindruck der Landschaft vermittelt, wurde aus dem Nadirkanal und einem Stereokanal abgeleitet. Die in Regenbogenfarben kodierte Aufsicht beruht auf einem digitalen Geländemodell (DTM) der Region, von dem sich die Topographie der Landschaft ableiten lässt. Der Referenzkörper für das HRSC-DTM ist eine Marskugel.

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Bildrechte

Images: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO

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Die High Resolution Stereo Kamera wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt und in Kooperation mit industriellen Partnern gebaut (EADS Astrium, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena-Optronik GmbH). Das Wissenschaftsteam unter Leitung des Principal Investigators (PI) Prof. Dr. Ralf Jaumann besteht aus 52 Co-Investigatoren, die aus 34 Institutionen und 11 Nationen stammen. Die Kamera wird vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof betrieben.