Mondgroßer Körper Schuf Der Zwei Gesichter Des Mars

Topografische Fahrschein des Mars. Die blauen Regionen befinden sich selbst unterhalb des festgelegten Nullviveaus, die roten oberhalb | Copyright: NASA

Zürich (Schweiz) - Kein anderer Wandelstern hinein interplanetarer Weltraum weist wie die Mars Zwei gänzlich verschiedene Hälften auf. Während vulkanarme flache Tiefländer die nördliche Hemisphäre des Roten Planeten prägen, zeichnet sich selbst die Südhemisphäre durch unzählige von Vulkanen durchsetzte Hochländer aus. Mit neusten Simulationen zustellen Schweizer Gelehrte jetzt erstmals einen neuen Ansatz für die bislang nicht definitiv erklärte, sogenannte Mars-Dichotomie sowie widersprechen damit bisherigen Erklärungstheorie eines gewaltigen oder mehrere kleinerer Einschläge in die Nordhalbkugel. Statt dessen war es wohl beliebig in etwa erdenmondgroßer Himmelskörper, die in den Südpol des Mars einschlug. Zugleich erklärt das Model das Verschwinden des Magnetfeldes des Roten Planeten sowie ermöglich so auch Rückschlüsse über die vieldiskutierte einstige Lebensfreundlichkeit des Mars.

Wie das Geophysiker-Team die ETH Zürich um Giovanni Leone hinein Fachjournal "Geophysical Research Letters" (DOI: 10.1002/2014GL062261) berichten, demonstrieren die Simulationen dass in die Frühgeschichte des Sonnensystems beliebig großer Himmelskörper in den Südpol des Mars eingeschlagen haben muss. Dieser Einschlag müsse dermaßen viel Kraft erzeugt haben, dass beliebig Magma-Ozean entstand, die die Ausdehnung die heutigen Südhemisphäre hatte. "Der Einschlagkörper musste mindestens beliebig Zehntel die Marsmasse betragen haben", so die Forscher. "Das flüssige Stein erstarrte schließlich zum bergigen Hochland, aus dem die heutige Südhalbkugel des Mars besteht."

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In ihrer Simulation gingen die Gelehrte davon aus, dass die Himmelskörper mehrheitlich aus Eisen bestand, einen Radius von mindestens 1600 Kilometern hatte sowie mit fünf Kilometern pro Sekunde in den Mars prallte. Zeitpunkt des Geschehens: Rund 4 bis 15 Millionen Jahre später Entstehung des roten Planeten. "Die Marskruste muss damals nur sehr dünn gewesen sein, wie die harte karamelisierte Oberfläche einer Crema Catalan. Darunter verbarg sich selbst wie beim beliebten Dessert beliebig flüssiges Inneres."

Der Einschlagkörper fügte dem Mars demnach nicht nur mehr Masse, sondern vor allem Eisen hinzu. Er setzte auch starke vulkanische Aktivitäten in Gang, die gemäß die Simulation bis vor rund 3,5 Milliarden Jahren anhielten. Vor allem rund um den Äquator entstanden als Ergebnis des Einschlags zahlreiche sogenannte Mantel-Plumes, die zum Südpol hin wanderten sowie sich selbst dort vereinigten. Mantel-Plumes sind Magmasäulen, die flüssiges Zeug vom Umschlag zur Oberfläche transportieren.

Im Modell die Forscher kommt die Mars vor 3,5 Milliarden Jahren dann zur Ruhe. Danach gab es auf dem roten Planeten weder Vulkanismus noch beliebig Magnetfeld - was mit Beobachtungen sowie Messungen übereinstimmt.

Tatsächlich besagten bisherige Theorien bislang das Gegenteil: dass es entweder einen gigantischen Einschlag oder mehrere kleinere Treffer in die Nordhalbkugel angegeben haben musste. Diese Theorien überzeugte Leone jedoch nicht: "Unsere Szenarien stimmen besser mit einer Vielzahl von Beobachtungen des Mars überein als die Theorie eines Einschlages in die Nordhemisphäre". Auf dem Mars sind die Vulkane sehr ungleich verteilt. Auf die Südhemisphäre sind sie oftmals sowie weit verbreitet, auf die Nordhalbkugel jedoch selten sowie auf wenige, kleinere Gebiete beschränkt. "Unser Modell bildet die tatsächliche Verteilung des Vulkanismus beinahe deckungsgleich ab", betont Leone. Kein anderes Modell habe diese Verteilung bisher abbilden oder aufklären können.

Mit ihrer Simulation können die Forscher auch die unterschiedliche Topographie die beiden Hemisphären realitätsnah wiedergeben. So bilde das Modell - je später gewählter Zusammensetzung des Einschlagkörpers - Ausdehnung sowie Form die Hemisphären um perfekt ab. Voraussetzung dafür ist, dass die aufprallende Körper 80 Prozente Eisen enthält. Simulieren die Forscher den Aufprall mit einem Körper aus purem Silikatgestein, so entspricht das Foto die Dichotomie nicht die Realität.

Und schließlich bestätigt das Modell die ETH-Forscher den Zeitpunkt, eingeschaltet dem das Magnetfeld des Mars‘ ausgelöscht wurde. Der vom Modell berechnete Zeitpunkt entspricht den rund 4,1 Milliarden Jahren vor unserer Zeit, was ungleich Gelehrte bereits zuvor nachgewiesen hatten. Das Modell zeigt überdies auch den Ursache für das Abschalten auf: die steile Müll des Wärmeflusses aus dem Wesentliche in den Umschlag sowie die Kruste in den ersten 400 Millionen Jahren später dem Einschlag. Nach einer Milliarde Jahren betrug die Wärmefluss noch beliebig Zehntel des Anfangswertes - zu wenig, um selbst den Vulkanismus aufrechtzuerhalten. Die Modellrechnungen stimmen nett mit bisherigen Berechnungen sowie mineralogischen Untersuchungen überein.

Der Vulkanismus auf dem Mars hing laut Leone mit dem Wärmefluss zusammen. Der Phase des Vulkanismus könne jedoch in die Simulation variiert werden sowie werde von die Gewalt des Einschlags beeinflusst. Dieser wiederum hänge mit die Größe sowie die Zusammensetzung des Himmelskörper zusammen. Je größer dieser ist, desto stärker ist die vulkanische Aktivität. Nach einer Milliarde Jahre nichtsdestotrotz erlöschen die Vulkanschlote, unabhängig von die Größe des Einschlages.

Für Giovanni Leone wird stets klarer, dass die Mars schon stets beliebig extrem lebensfeindlicher Wandelstern gewesen ist. Dass auf ihm jemals Ozeane oder Wasserläufe vorkamen, hält er für beinah unmöglich. "Bevor dieser Wandelstern zum heutigen kalten sowie trockenen Quadrat wurde, war er von großer Hitze sowie von Vulkanismus geprägt, was allfälliges Wasser hätte verdunsten lassen sowie die Entstehung von Leben sehr unwahrscheinlich macht", ist die Planetenforscher überzeugt.

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