Wie aus überlaufende Seen Täler auf dem Mars entstanden

Orbitale Ansicht von Kratern auf dem Mars, von denen einige überquellende Seen enthalten.

Diese Karte zeigtLoire Vallis(weiße Linie), eine Schlucht, die durch das Überlaufen eines Sees in . gebildet wirdParana-Becken(weiß umrandet). Dies ist nur eines von vielen solchen Tälern, die durch die Überschwemmungen von Seen auf dem frühen Mars entstanden sind. Bild über NASA/GSFC/JPL/ASU/PSI.


Vor Milliarden von Jahren war der Mars ein Land der Seen und Flüsse. Viele alte Flusstäler sind heute noch zu sehen, ein Beweis dafür, dass der Mars eine deutlich feuchtere Welt war. Jetzt haben Wissenschaftler neue Hinweise darauf gefunden, wie sich einige dieser Täler gebildet haben: überlaufende Seen.

Laut einer neuen Studie unter der Leitung vonTimothy A. Goudgean der University of Texas wurden mindestens 25 Prozent der Täler durch Überschwemmungen von Seen geschaffen, bei denen das Wasser in den Seen ihre Ränder überstieg. Dies ist vergleichbar mit dem Durchbrechen von Hochwasser undübersteigende Deiche.


In der Folge kam es zu riesigen Überschwemmungen, die die Täler in die umliegende Landschaft rissen.

Die Forscherveröffentlichtihrpeer-reviewedErkenntnisse inNaturam 29.09.2021.

Land der Seen

Seen und Flüsse waren auf dem frühen Mars reichlich vorhanden, bevor der Planet den größten Teil seiner Atmosphäre und Wärme verlor und die kalte, trockene Welt wurde, die wir heute sehen. Dies wurde durch mehrere Orbiter, Lander und Rover bestätigt. Wo das meiste Wasser floss, ist immer noch umstritten, obwohl eine aktuelle Studieschlägt vordas meiste davon ist in Mineralien in der Erdkruste eingeschlossen.

Die neuen Erkenntnisse zeigen jedoch, dass der Mars an der Oberfläche einst so nass war, dass die Seen oft überlaufen. Was für ein Unterschied ein paar Milliarden Jahre machen können!




Alexander Morganam Planetary Science Institute (PSI)erklärt:

Wir fanden heraus, dass mindestens ein Viertel des gesamten erodierten Volumens der Mars-Talnetze durch Überschwemmungen von Seen geschaffen wurde. Diese hohe Zahl ist besonders bemerkenswert, wenn man bedenkt, dass Täler, die durch Überschwemmungen von Seen gebildet wurden, nur 3% der gesamten Tallänge des Mars ausmachen. Diese Diskrepanz ist darauf zurückzuführen, dass Auslassschluchten deutlich tiefer sind als andere Täler. Diese Überschwemmungen hätten die gesamte Topographie des Mars geprägt und die Fließwege anderer Täler beeinflusst. Unsere Ergebnisse negieren die Bedeutung des Niederschlagsabflusses auf dem frühen Mars nicht. Im Gegenteil, flüssiges Wasser musste lange genug stabil sein, damit sich Seen aus Zuflüssen füllen konnten.

Überlaufende Seen auf einem nassen frühen Mars

Überschwemmungen durch Seebrüche waren während der Nassperiode des Mars anscheinend üblich, wie in dem Papier beschrieben:


Die Oberflächenumgebung des frühen Mars hatte eine aktiveWasserkreislauf, darunter fließendes flüssiges Wasser, das Flusstäler schnitzte und Seebecken füllte. Über 200 dieser Seebecken sind mit ausreichend Wasser gefüllt, um die beengende Topographie zu durchbrechen, was zu katastrophalen Überschwemmungen und Einschnitten von Auslassschluchten führt.

Lächelnder junger Mann mit Spitzbart und Bart, mit Bäumen hinter ihm.

Der Geologe Timothy A. Goudge von der University of Texas in Austin leitete die neue Forschung über die Überflutung von Seen auf dem frühen Mars. Bild überUT Austin.

Es muss ein schöner Anblick gewesen sein, so viel Wasser aus den Seen fließen und weite Täler formen zu sehen. Jetzt sind diese Täler und Schluchten knochentrocken, noch trockener als die Wüsten auf der Erde.

Kartierung von Seen und Tälern

Wie stellten die Forscher fest, dass es zu so vielen Überschwemmungen kam? Sie nutzten globale Karten des Mars, um herauszufinden, welche Täler durch die überlaufenden Seen entstanden waren. Dann lassen sie einen Algorithmus das erodierte Volumen der Täler berechnen. Dies wurde dann mit dem Volumen der Seeüberlaufschluchten mit anderen Talnetzen verglichen. Wie Morgan ausführte:


Es ist seit einiger Zeit bekannt, dass einige ausgewählte Marstäler durch Überschwemmungen von Seen entstanden sind, aber unsere Studie ist die erste globale Analyse. Frühere Arbeiten haben argumentiert, dass Unterschiede zwischen Talnetzwerken auf dem Mars und Flusstälern auf der Erde Beweise dafür sind, dass Marsmerkmale durch andere Prozesse als Oberflächenwasser gebildet wurden, wie zum Beispiel Grundwasser oder Gletschererosion. Unsere Ergebnisse zeigen, dass viele Täler des Mars tatsächlich eher katastrophalen Überschwemmungen auf der Erde entsprechen, wie sie zum Beispiel den Nordwesten der Vereinigten Staaten am Ende der letzten Eiszeit geformt haben.

Von oben gesehen vertrocknete, geflochtene Flusstäler mit nahegelegenen Kratern.

Osuga Valles ist ein komplexer Satz alter Flusskanäle auf dem Mars, nur einige von vielen. Neue Forschungen zeigen, dass mindestens ein Viertel dieser Kanäle oder Täler durch Überschwemmungen aus überlaufenden Seen entstanden sind. Bild über ESA/ DLR/ FU Berlin/Neuer Wissenschaftler.

Goudge fügte hinzu:

Wenn wir daran denken, wie Sedimente über die Landschaft auf dem Mars bewegt wurden, waren Überschwemmungen durch Seebrüche weltweit ein wirklich wichtiger Prozess. Und dies ist ein etwas überraschendes Ergebnis, da sie so lange als einmalige Anomalien angesehen wurden.

Klimawandel auf dem Mars

Die Ergebnisse liefern Wissenschaftlern nicht nur Hinweise auf das Wasser selbst auf dem Mars, sondern darüber hinaus, wie sich das Klima von einem wärmeren nassen zu einem kalten, trockenen Klima verändert hat. Wie wurde der Planet so unbewohnbar, als er einst buchstäblich vom Nektar der Natur floss? Niemand bestreitet, dass der Mars früher viel Wasser hatte; die frage ist nicht so sehrwennder Planet hat sich verändert, aberwie. Morgan sagte:

Fast alle sind sich jedoch einig, dass die Umgebung des frühen Mars großen klimatischen Veränderungen unterzogen wurde. In Trockenzeiten würden Einschlagskrater und Vulkanismus zuvor erschlossene Flüsse stören und im Wesentlichen Dämme schaffen. Als sich das Klima bis zu einem Punkt erwärmte, an dem flüssiges Wasser an der Oberfläche stabil war, hätte es zahlreiche Überschwemmungen gegeben, da neue Fließwege durch die Kraterlandschaft geschaffen werden mussten. Es wäre eigentlich eine überraschende Erkenntnis gewesen, wenn Überschwemmungen durch Seebrüche kein wesentlicher Erosionsmotor auf dem frühen Mars gewesen wären.

Schrägansicht eines runden Kraters, der größtenteils mit blauem Wasser gefüllt ist.

Seen waren einst auf dem Mars üblich, wie in der Illustration dieses Künstlers des Sees, der vor einigen Milliarden Jahren den Gale-Krater füllte. Bild überNASA/ JPL-Caltech / ESA / DLR / FU Berlin / MSSS.

Eine eisige Welt

Die Überschwemmungen mögen lange vorbei sein, aber der Mars hat immer noch viel Wasser in Form von Eis. Nicht nur an den Polen, zusammen mit Kohlendioxid-Eis (Trockeneis), aberunter Tagesowie. Eine weitere aktuelle Studieschlägt vorDieser Staub könnte dazu beitragen, dass ein Teil dieses Eises unter der Oberfläche schmilzt und relativ kleine Mengen an flüssigem Wasser produziert. Es kann auch salzig seinSalzlakenan Orten. In den Jahren 2018 und 2020 berichteten Wissenschaftler über die Entdeckung von Seen unter der südpolaren Eiskappe. Eine neuere Studie jedochschlägt vordie Seen bestehen eigentlich aus anderen Materialien wie Salzeis (von Salzen geschmolzenes Eis) oder Ton.

Die einst triefend nasse Welt ist jetzt kalt, gefroren und trocken.

Fazit: Eine neue Studie über alte Marstäler zeigt, dass mindestens ein Viertel von ihnen vor Milliarden von Jahren durch massive Überschwemmungen aus überfließenden Seen entstanden ist.

Quelle: Die Bedeutung von Überschwemmungen durch Seebrüche für den Taleinschnitt auf dem frühen Mars

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