Illustration eines großen Meteoriten über dem Mars.(Bildnachweis: Pitris/Getty Images)
Glauben Sie es oder nicht, Trümmer vom Mars haben sich häufig ihren Weg zur Erde gebahnt, nachdem starke Einschläge die Oberfläche des Roten Planeten getroffen und sie ins All geschleudert haben.
In der jüngeren Geschichte des Mars gab es mindestens 10 solcher meteoritenbildender Ereignisse. Bei diesen massiven Einschlägen können Meteoriten mit so hoher Geschwindigkeit vom Roten Planeten weggeschleudert werden, dass sie sich von der Anziehungskraft des Mars lösen und in eine Umlaufbahn um die Sonne eintreten, wobei einige von ihnen schließlich auf die Erde fallen.
Wissenschaftler der University of Alberta haben nun den Ursprung von 200 dieser Meteoriten zu fünf Einschlagskratern in zwei vulkanischen Regionen auf dem Mars zurückverfolgt, die als Tharsis und Elysium bekannt sind. „Jetzt können wir diese Meteoriten nach ihrer gemeinsamen Geschichte und ihrem Standort auf der Oberfläche gruppieren, bevor sie auf die Erde kamen“, sagte Chris Herd, Kurator der Meteoritensammlung der Universität und Professor an der Fakultät für Naturwissenschaften, in einer Erklärung.
Meteoriten fallen ständig auf die Erde – laut NASA fallen jeden Tag schätzungsweise 48,5 Tonnen (44.000 Kilogramm) Meteoritenmaterial – obwohl die meisten als winzige, unauffällige Staubpartikel auf die Oberfläche gelangen. Die Bestimmung ihrer Herkunft ist oft schwierig, aber in den 1980er Jahren wurden Wissenschaftler misstrauisch gegenüber einer Gruppe von Meteoriten, die vulkanischen Ursprungs zu sein schienen und ein Alter von 1,3 Milliarden Jahren hatten.
Das bedeutete, dass diese Gesteine von einem Himmelskörper stammen mussten, auf dem in jüngerer Zeit (aus geologischer Sicht) vulkanische Aktivitäten stattgefunden hatten, was den Mars zu einem wahrscheinlichen Kandidaten machte. Der Beweis wurde jedoch erbracht, als die Viking-Lander der NASA die Zusammensetzung der Marsatmosphäre mit den in diesen Gesteinen eingeschlossenen Gasen vergleichen konnten.
Die genaue Bestimmung des Ursprungsortes auf dem Mars war bisher nur schwer möglich. Das Team schreibt in seinem Beitrag, dass diese Schwierigkeit durch die Verwendung einer Technik namens Spektralabgleich entstanden ist, einer Technik, die zur Identifizierung und zum Vergleich der Zusammensetzung von Materialien verwendet wird, indem die Muster des von ihnen absorbierten oder emittierten Lichts analysiert werden.
Diese Methode wird jedoch durch Faktoren wie die Variabilität des Geländes und die starke Staubbedeckung eingeschränkt, die die Spektralsignale verzerren können, insbesondere auf jüngerem Terrain wie Tharsis und Elysium. Wenn man jedoch genau wüsste, woher diese Marsmeteoriten stammen, könnten die Wissenschaftler die geologische Vergangenheit des Planeten besser zusammensetzen.
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„[Es würde] die Neukalibrierung der Mars-Chronologie ermöglichen, mit Auswirkungen auf den Zeitpunkt, die Dauer und die Art einer Vielzahl wichtiger Ereignisse in der Marsgeschichte“, so Herd. „Ich nenne das das fehlende Glied – um zum Beispiel sagen zu können, dass die Bedingungen, unter denen dieser Meteorit ausgeworfen wurde, durch ein Einschlagsereignis erfüllt wurden, das Krater von 10 bis 30 Kilometern Durchmesser erzeugte.“
Ein Marsmeteorit mit der Bezeichnung Amgala 001, der 2022 in der Westsahara gefunden wurde. (Bildnachweis: Wikimedia Commons/Steve Jurvetson)
Das Team kombinierte hochauflösende Simulationen von Einschlägen auf einem marsähnlichen Planeten. „Einer der wichtigsten Fortschritte besteht darin, den Auswurfprozess zu modellieren und daraus die Kratergröße oder den Bereich von Kratergrößen zu bestimmen, der diese bestimmte Gruppe von Meteoriten oder sogar diesen einen bestimmten Meteoriten ausgeworfen haben könnte“, sagte Herd.
Anhand der Ergebnisse des Modells konnte das Team die „Spitzenschockdrücke“ der Einschläge und die Dauer, die die Gesteine diesen Drücken ausgesetzt waren, bestimmen. Dies kann anhand von „Schockmerkmalen“ bestimmt werden, die in den Meteoriten beobachtet wurden – zum Beispiel einzigartige Mineralveränderungen, Einschlagglas und spezielle Bruchmuster.
Anhand dieser Daten konnten Herd und seine Kollegen die Größe der Einschlagskrater abschätzen, die die Meteoriten ausgelöst haben könnten, sowie die Tiefe, in der die Gesteine vor dem Einschlag vergraben waren. Obwohl diese Tiefenschätzungen mit einer gewissen Unsicherheit behaftet sind, verglichen die Forscher sie mit der lokalen Geologie möglicher Einschlagskrater und den Eigenschaften und dem Alter der Meteoriten, um zu sehen, ob sie übereinstimmen.
„[Unser Modellierungsansatz] ermöglicht es uns zu sagen, dass wir von all diesen potenziellen Kratern 15 eingrenzen können, und von diesen 15 können wir sie dann auf der Grundlage spezifischer Meteoritenmerkmale noch weiter eingrenzen“, sagte er. „Wir können vielleicht sogar die vulkanische Stratigraphie [die geologische Aufzeichnung] rekonstruieren, die Position all dieser Felsen, bevor sie von der Oberfläche gesprengt wurden.“
Dies könnte den Wissenschaftlern helfen, besser zu verstehen, wann vulkanische Ereignisse auf dem Mars stattfanden, die verschiedenen Quellen des Marsmagmas und wie schnell sich Krater während einer Ära mit geringem Meteoritenbeschuss auf dem Roten Planeten bildeten, die als amazonische Periode bekannt ist und etwa 3 Milliarden Jahre zurückliegt.
„Es ist wirklich erstaunlich, wenn man darüber nachdenkt“, fügte Herd hinzu. „Es kommt dem am nächsten, was wir haben, wenn wir tatsächlich zum Mars gehen und einen Stein aufheben.“
