Aufnahmen der europäischen Sonde "Mars Express" vom 4. Januar 2013 zeigen Vertiefungen im Zentrum zweier Einschlagskrater auf dem Mars, die - so vermuten die Wissenschaftler der europäischen Raumfahrtagentur ESA, einst wahrscheinlich durch unterirdische Dampfexplosionen verursacht wurden. Die "Zwillingskrater" befinden sich in der Region Thaumasia Planum, einer Hochebene, die sich südlich an die Valles Marineris, den größten Canyon des Sonnensystems, anschließt.
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© ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)Bild 1: Farbansicht des Armina-Kraters und seines "Zwillings".
- Bei der folgenden Meldung handelt es sich um einen Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, DLR.de

Berlin (Deutschland) - Der nördliche (rechte) große Krater auf Bild 1 trägt den Namen Arima, benannt nach einer Stadt auf der Insel Trinidad. Der weiter südlich gelegene, fast gleich große (linke) Krater erhielt noch keinen Namen. Beide haben einen Durchmesser von etwas mehr als 50 Kilometer und weisen komplexe Strukturen auf.

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© ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)Bild 2: Perspektivische Ansicht eines Kraters in Thaumasia Planum.
Der südliche der beiden Krater wird hier außerdem in perspektivischer Ansicht dargestellt (Bild 2). Bei dieser Betrachtung werden die komplexen Strukturen des Kraters in all ihren Details sichtbar. So reihen sich zum Beispiel mehrere gestaffelte Terrassen in den über zweitausend Meter hohen Kraterwänden vom oberen Rand bis zum flachen Kraterboden hin aneinander. Bei Kratern dieser Dimension ist dies häufig zu beobachten. Wenn das Ereignis des "Asteroideneinschlags" vorüber ist, sind die zu einem Kraterrand aufgetürmten, in diesem Fall mehrere Kilometer hohen Auswurfmassen noch instabil und sacken entlang von konzentrischen, parallel zum Kraterrand verlaufenden Schwächezonen ins Kraterinnere nach.

Am auffälligsten sind jedoch die zentralen Vertiefungen in beiden großen Kratern. Diese Vertiefungen könnten auf starke unterirdische Dampfexplosionen zurückgeführt werden, die sich möglicherweise schon während der rasch ablaufenden Vorgänge der Kraterbildung ereignet haben.

Wenn ein großer Asteroid auf die Oberfläche eines Planeten auftrifft, wird ein beträchtlicher Teil der Bewegungsenergie in Wärme umgewandelt. Die schnelle Erwärmung von unter der Oberfläche eingeschlossenem Wasser oder Eis kann zu heftigen Dampfexplosionen führen, die ein solches Loch im Zentrum des Kraters aufreißen, wo die Wärmeenergie am höchsten konzentriert ist.

Die darüber liegende Gesteinskruste wird dadurch aufgebrochen, kollabiert dabei ins Innere des entstandenen Hohlraums oder wird vollständig abgesprengt, und es bildet sich eine von Geröll umgebene Vertiefung im Zentrum des Hauptkraters, wo ein Großteil der Aufprallenergie abgegeben wird.
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© ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)Bild 3: Topographische Bildkarte der beiden Krater in der Region Thaumasia Planum.
Obwohl die beiden großen Krater etwa den gleichen Durchmesser aufweisen, unterscheiden sich die zentralen Vertiefungen in Größe und Tiefe. Dies ist auf der topographischen Bildkarte (Bild 3) besonders deutlich zu sehen. Möglicherweise wurde bei der Bildung des linken (südlichen) Kraters mehr Energie umgesetzt, so dass das Eis unter der Oberfläche schneller verdampfte, oder es war von Vorneherein mehr Eis vorhanden, so dass die Explosion heftiger ausfiel.

An den Auswurfdecken vieler umliegender kleinerer Krater ist zu erkennen, dass auch dort zum Zeitpunkt des Einschlags Wasser oder Eis unter der Oberfläche vorhanden gewesen sein muss. Um diese Krater finden sich Auswurfdecken, die bei der Kraterbildung abgelagert wurden und deren Ränder die Umrisse von Blütenblättern haben. Marsgeologen bezeichnen solche Krater als "Rampart-Krater" (Rampart, engl. für Wall oder Barriere). Diese Strukturen sind auf das im hinausgeschleuderten Material eingeschlossene Wasser zurückzuführen, das zur Entstehung von Fließformen entlang der Oberfläche geführt hat.

Einschlagskrater wie diese erlauben einen Blick in die Vergangenheit und "beweisen" in diesem Fall, dass in der Region Thaumasia Planum einst eine große Menge Wasser oder Eis unter der Oberfläche eingeschlossen war, das bei großen und kleinen Einschlägen freigesetzt wurde.

Die Aufnahmen mit der HRSC (High Resolution Stereo Camera) entstanden während Orbit 11.503 von Mars Express. Die Bildauflösung beträgt 19 Meter pro Bildpunkt (Pixel).

Das Kameraexperiment HRSC auf der Mission Mars Express der Europäischen Weltraumorganisation ESA wird vom Principal Investigator (PI) Prof. Dr. Gerhard Neukum (Freie Universität Berlin), der auch die technische Konzeption der hochauflösenden Stereokamera entworfen hatte, geleitet. Das Wissenschaftsteam besteht aus 40 Co-Investigatoren, die aus 33 Institutionen und zehn Nationen stammen. Die Kamera wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) unter der Leitung des PI entwickelt und in Kooperation mit industriellen Partnern gebaut (EADS Astrium, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena-Optronik GmbH). Sie wird vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof betrieben. Die systematische Prozessierung der Daten erfolgt im DLR. Die Darstellungen wurden vom Institut für Geologische Wissenschaften der FU Berlin in Zusammenarbeit mit dem DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin erstellt.

Quelle: dlr.de, esa.int