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Roter Planet: Seltenes Mineral zeugt von explosivem Vulkanismus auf dem Mars

Ein seltenes Mineral im Gale-Krater gab Forschern lange Rätsel auf. Ein neues Modell zeigt nun: Es könnte durch eine starke vulkanische Eruption an Ort und Stelle geschleudert worden sein.
Der Mars in einer digitalen Illustration
Der Mars. Womöglich hat der Planet eine komplexere vulkanische Geschichte als angenommen.

Der Mars könnte einst geologisch aktiver gewesen sein, als Forscherinnen und Forscher lange dachten: Womöglich gab es an seiner Oberfläche vor einigen Milliarden Jahren sogar explosiven Vulkanismus, wie ein Team um Valerie Payré von der Northern Arizona University berichtet.

Die Gruppe ging einem Rätsel nach, das Wissenschaftler schon länger beschäftigt: 2016 fand der Marsrover Curiosity im Gale-Krater Tridymit, eine Modifikation von Quarz, die normalerweise unter hohen Temperaturen und niedrigem Druck entsteht. Auf der Erde kommt das Mineral nur sehr selten vor und wenn doch, dann wird es mit ausgeprägtem, explosivem Vulkanismus in Verbindung gebracht. Doch der Gale-Krater war einst ein See – und er befindet sich noch dazu auf einem Planeten, auf dem man bislang lediglich Spuren von eher primitivem, basaltischem Vulkanismus entdeckt hatte. Wo kam der Tridymit also her?

Um das zu herauszufinden, nahmen sich Payré und ihre Kollegen noch einmal sämtliche Sedimentanalysen aus dem Gale-Krater vor. Außerdem schauten sie sich die Modelle zum Marsvulkanismus an und prüften alle Daten zu bisherigen Tridymit-Funden auf der Erde. Am Ende gelang es ihnen, ein Szenario zu entwerfen, das mit allen geochemischen Daten, die Curiosity bislang gesammelt hatte, im Einklang stand: Tief unter einem Vulkan muss sich Magma einst länger als gewöhnlich gesammelt haben, wodurch ein Prozess einsetzte, der fraktionierte Kristallisation genannt wird. Dabei kristallisieren durch teilweise Abkühlung einzelne Minerale und trennen sich vom Magma ab. Bei einem heftigen Ausbruch wurde das Material dann an die Oberfläche geschleudert und landete unter anderem im Gale-Krater sowie in den umliegenden Flüssen.

Krater Gale mit Landestelle von Curiosity | Mit Instrumenten an Bord von Satelliten schließen Wissenschaftler auf die Zusammensetzung des Marsbodens. Diese Falschfarbenaufnahme, die der NASA-Orbiter Mars Odyssey von dem Krater Gale machte, codiert beispielsweise durch Wind verwehten Sand als rosa oder olivinreichen Basalt als violett. Solche Bilder haben den Missionsplanern geholfen, interessante Ziele auszuwählen. Die Landestelle von Curiosity befindet sich nordwestlich des zentralen Bergs (Pfeil). Der gesamte Krater hat einen Durchmesser von etwa 150 Kilometern.

Das Forscherteam geht davon aus, dass sich die Eruption vor mehr als drei Milliarden Jahren ereignete, als der Krater noch mit Wasser gefüllt war. Denn das Tridymit lagerte sich nur in einer einzelnen, hochkonzentrierten Schicht ab. »Unsere Arbeit deutet darauf hin, dass der Mars eine komplexere und faszinierendere vulkanische Geschichte hat, als wir uns vor Curiosity hätten vorstellen können«, fasst Koautorin Kirsten Siebach die Ergebnisse zusammen.

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