Neue Beweise für mehrere Eiszeiten auf dem Mars

Rötliches Gelände mit Kratern links und das gleiche Gelände, aber mit weißen Flecken, die die Krater rechts ausfüllen.

Gletscher unterhalb von drei Kratern imHellas PlanitiaRegion des Mars, die jetzt von felsigen Trümmern bedeckt ist (links) und wie sie aussehen könnten, wenn das Eis freiliegt (rechts). Das Bild wurde mit Bilddaten der Kontextkamera erstellt (CTX) auf dem Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) Raumfahrzeug kombiniert mit Ergebnissen des Shallow Radar (GETEILT) auf der digitalen Höhenkarte MRO und hochauflösender Stereokamera von derMars-ExpressRaumfahrzeug. Bild über NASA/Caltech/JPL/UTA/ UA / MSSS / ESA / DLR.


Genau wie auf der Erde sind in ferner Vergangenheit Gletscher über die Oberfläche des Mars geflossen. Aber während die Gletscher der Erde größtenteils zurückgegangen sind (undimmer noch schrumpfen) sind die Gletscher des Mars festgefroren und von felsigem Schutt bedeckt. Wissenschaftler waren sich nicht sicher, ob es eine riesige Eiszeit auf dem Mars gab oder mehrereEiszeitenüber Jahrmillionen verteilt. Jetzt eine neue Studieangekündigtvon Forschern der Colgate University im Bundesstaat New York hilft, diese Fragen zu beantworten. Es deutet darauf hin, dass der Mars in den letzten hundert Millionen Jahren zwischen einem halben Dutzend und 20 Eiszeiten durchgemacht hat.

Diepeer-reviewedErgebnisse warenveröffentlichtim TagebuchTagungsband der Nationalen Akademien der Wissenschaften(PNAS) am 26. Januar 2021.


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Die Forscher unter der Leitung von PlanetengeologenJoe Levyan der Colgate University, beschloss, die Gletscher genauer zu analysieren, indem er die darüber liegenden Felsen untersuchte. Dieser felsige Schutt bedeckt das gefrorene Eis seit über 300 Millionen Jahren. Erhebenangegeben:

Alle Steine ​​und der Sand, die auf diesem Eis getragen wurden, sind an der Oberfläche geblieben. Es ist, als würde man das Eis unter all diesen Sedimenten in einen Kühler legen.

Levy und seine Kollegen wollten die Größe, Verteilung und Anzahl der Felsen auf den Gletschern untersuchen. Wenn es aufgrund von Erosion eine Progression von größeren zu kleineren Felsen gäbe, die bergab gehen, würde dies auf ein langes Eiszeitereignis anstatt auf mehrere hinweisen.




Drei Rechtecke aus grauem Gelände mit farbigen Linien, die die Dichte anzeigen, und Beschriftungen, die den Maßstab angeben.

Die neue Studie zeigt, dass Felsbrocken auf den Marsgletschern in verschiedenen Bändern auf den Oberflächen der Gletscher konzentriert sind, was auf mehrere Eiszeiten über Hunderte von Millionen Jahren hindeutet. Bild über Levy et al./PNAS/Colgate-Universität.

Die Forscher verwendeten Bilder von 45 Gletschern aus dem Mars Reconnaissance Orbiter der NASA (MRO) Raumschiff für ihre Studie. Die Kameras von MRO sind leistungsstark, mit einer Auflösung von bis zu 25 Zentimeter (10 Zoll) pro Pixel. Als Levybemerkt:

Sie können Dinge in der Größe eines Esstisches sehen.

Über zwei Sommer hinweg unterstützten 10 Colgate-Studenten Levy beim Zählen und Vermessen größerer Steine, die auf den Bildern zu sehen sind, insgesamt etwa 60.000. Levy sagte:


Wir machten eine Art virtuelle Feldarbeit, gingen diese Gletscher auf und ab und kartierten die Felsbrocken.

Levy hatte erwartet, die Felsbrocken nach Größe verteilt zu sehen, aber das zeigten die Bilder nicht. Stattdessen wurden die Felsen zufällig verstreut, was zu einer interessanten Schlussfolgerung führte, sagte Levy:

Tatsächlich erzählten uns die Felsbrocken eine andere Geschichte. Es war nicht ihre Größe, die zählte; so wurden sie gruppiert oder gruppiert.

Langes, gerilltes, zungenförmiges Merkmal in grauem Gelände.

Ein gut erhaltener Marsgletscher aus Sicht derHiRISEKamera auf der Raumsonde Mars Reconnaissance Orbiter. Bild über NASA/ JPL/ University of Arizona/Universität von Arizona.


Das Team stellte fest, dass die Felsen mitgewandert warenInnerhalbdie Gletscher und erodieren daher nicht wie erwartet. Sie wurden auch in Bändern über die Gletscher gruppiert, was auf unterschiedliche separate Strömungen über Millionen von Jahren – mehrere Eiszeiten – anstatt nur eines großen Eiszeitereignisses hindeutet.

Zu diesem Zeitpunkt kamen die Forscher zu dem Schluss, dass der Mars in den letzten 300 bis 800 Millionen Jahren zwischen sechs und 20 verschiedene Eiszeiten erlebt hat. Levy führte aus und sagte:

Dieses Papier ist der erste geologische Beweis dafür, was die Umlaufbahn und die Schiefe des Mars seit Hunderten von Millionen Jahren bewirkt haben könnten. Diese Gletscher sind kleine Zeitkapseln, die Schnappschüsse von dem einfangen, was in der Marsatmosphäre umherwehte. Jetzt wissen wir, dass wir Zugang zu Hunderten von Millionen Jahren Marsgeschichte haben, ohne tief durch die Kruste bohren zu müssen; Wir können einfach eine Wanderung entlang der Oberfläche machen.

Wie im Papier beschrieben:

Es gibt erhebliche Debatten darüber, ob sich die globale Population der mit Schutt bedeckten Gletscherablagerungen des Mars in den letzten 300 bis 800 Ma kontinuierlich gebildet hat oder ob sie sich während punktueller Episoden von Eisakkumulation während schiefer Maxima (Dauer 10–100 ka) gebildet haben. Wir zeigen, dass, wie bei alten, mit Schutt bedeckten Gletschern auf der Erde, Felsformationen auf Mars-Gletscherablagerungen mehrere Episoden von Eisakkumulation und -vorschub anzeigen. In unserer Analyse folgt auf Eiszeiten eine Eisentfernung aus der Gletscherakkumulationszone, wodurch Schuttbänder gebildet werden. Wir berichten über einen Median von fünf bis sechs glazialen/interglazialen Übergängen, die auf mit Schutt bedeckten Gletschern des Mars aufgezeichnet wurden, was darauf hindeutet, dass die Kadenz der Vereisung auf dem Mars durch Orbitalantriebe über Dutzende bis Hunderte von Ma bestimmt wird, nicht durch einzelne 120-ka-Schieflaufzyklen.

Lächelnder junger Mann mit Brille, mit verschwommenem Hintergrund.

Joe Levy, planetarischer Geologe an der Colgate University und Hauptautor der neuen Gletscherstudie. Bild überColgate-Universität.

Die Ergebnisse haben erhebliche Auswirkungen auf das Verständnis der Geschichte des Mars. Eiszeiten treten während der Verschiebung der Neigung der Planetenachse auf, genanntSchräglage. Dies hat direkte Auswirkungen auf das Klima und die Bewohnbarkeit eines Planeten. Die axiale Neigung der Erde istauch warum wir Jahreszeiten haben.

Wissenschaftler möchten wissen, welche Arten von Gesteinen und Gasen noch in diesen Gletschern eingeschlossen sind, und sie wären ein großartiger Ort, um nach Fossilien oder anderen Biomarkern uralter Mikroben zu suchen. Wie Levy sagte:

Wenn Biomarker herumwehen, werden auch diese im Eis gefangen.

Die Gletscher könnten Hinweise darauf geben, ob der Mars zu Beginn seiner Geschichte warm und nass war, bevor er kalt und trocken wurde, oder ob der Mars immer ein kälteres Klima hatte. Dies war Gegenstand vieler Debatten, da es zahlreiche Beweise dafür gibt, dass der Planet einst Seen, Flüsse und vielleicht sogar einen Ozean hatte, aber weniger Beweise für ein Klima, das warm genug war, mit einer ausreichend dicken Atmosphäre für weit verbreitetes flüssiges Wasser. eine Art planetarisches Paradoxon. Levy sagte:

Es gibt viel zu tun, um die Details der Klimageschichte des Mars herauszufinden, einschließlich wann und wo es warm genug und nass genug war, um Sole und flüssiges Wasser zu haben.

Krater gefüllt mit hellweißem Material, in rötlichem Gelände.

Eisablagerungen sind auf dem Mars üblich, wie zKorolev-Kraterin der Nähe des Nordpols, der mit Wassereis gefüllt ist. Dieses Foto wurde von der Raumsonde Mars Express aufgenommen. Bild über ESA/CNN.

Andereneue Studievon der Reisuniversitätschlägt vordass der Mars irgendwo zwischen den beiden Szenarien warm/nass und kalt/trocken war, mit einem ähnlichen Klima wie in Island, einem eisigen Klima, aber nicht zu kalt für flüssiges Wasser.Michael Thorpebei Rice verwies auf dieNeugierLandeplatz des Rovers,Sturmkrater. Ergenannt:

Sedimentgesteine ​​im Gale-Krater beschreiben stattdessen ein Klima, das wahrscheinlich zwischen diesen beiden Szenarien liegt. Das antike Klima war wahrscheinlich kalt, scheint aber auch für längere Zeit flüssiges Wasser in Seen unterstützt zu haben.

Island ist eines der engsten Analoga zum alten Mars, mitBasaltGelände und Temperaturen in der Regel weniger als 38 Grad Fahrenheit (3 Grad Celsius). Die Zusammensetzung von Sand und Schlamm in Island entspricht auch am ehesten der des Mars, basierend auf der Analyse anhand des chemischen Standard-Alterationsindex (INC), die verwendet wird, um aus der chemischen und physikalischen Verwitterung einer Probe auf das vergangene Klima zu schließen.

Fazit: Wissenschaftler haben festgestellt, dass der Mars in den letzten hundert Millionen Jahren zwischen einem halben Dutzend und 20 Eiszeiten durchgemacht hat.

Quelle: Boulder-Banding an der Oberfläche weist auf mit Schutt bedeckte Gletscher des Mars hin, die sich über mehrere Vergletscherungen gebildet haben

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