Ob Sie es glauben oder nicht, Trümmer vom Mars gelangen immer wieder auf die Erde, nachdem starke Einschläge die Oberfläche des Roten Planeten getroffen und ihn in den Weltraum geschleudert haben.
In der jüngeren Geschichte des Mars gab es mindestens zehn dieser meteoritenbildenden Ereignisse. Wenn es zu diesen massiven Einschlägen kommt, können Meteoriten mit ausreichender Geschwindigkeit vom Roten Planeten weggeschleudert werden, sodass sie sich der Anziehungskraft des Mars entziehen und in eine Umlaufbahn um die Sonne eintreten können, wobei einige schließlich auf die Erde fallen.
Wissenschaftler der University of Alberta haben nun den Ursprung von 200 dieser Meteoriten auf fünf Einschlagskrater in zwei Vulkanregionen auf dem Mars zurückgeführt, die als Tharsis und Elysium bekannt sind. „Jetzt können wir diese Meteoriten nach ihrer gemeinsamen Geschichte und dann nach 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 täglich schätzungsweise 48,5 Tonnen (44.000 Kilogramm) Meteoritenmaterial, obwohl die meisten davon in Form winziger, nicht wahrnehmbarer Staubpartikel an die Oberfläche gelangen. Die Bestimmung ihres Ursprungs kann oft schwierig sein, aber in den 1980er Jahren wurden Wissenschaftler misstrauisch gegenüber einer Gruppe von Meteoriten, die offenbar vulkanischen Ursprungs waren und ein Alter von 1,3 Milliarden Jahren hatten.
Dies bedeutete, dass diese Gesteine von einem Himmelskörper mit aktueller (geologischer) vulkanischer Aktivität stammen mussten, was den Mars zu einem wahrscheinlichen Kandidaten machte. Der Beweis kam jedoch, als die Viking-Landesonde der NASA die Zusammensetzung der Marsatmosphäre mit den in diesen Gesteinen eingeschlossenen Gasen vergleichen konnte.
Bisher war es schwierig, den genauen Ursprungsort auf dem Mars zu bestimmen. Das Team stellte in seiner Arbeit fest, dass diese Schwierigkeit auf die Verwendung einer Technik namens Spectral Matching zurückzuführen sei, einer Technik, mit der die Zusammensetzung von Materialien durch Analyse der Lichtmuster, die sie absorbieren oder emittieren, identifiziert und verglichen werden.
Diese Methode wird jedoch durch Faktoren wie Geländevariabilität und ausgedehnte Staubbedeckung eingeschränkt, die die Spektralsignale verzerren können, insbesondere in jüngeren Geländen wie Tharsis und Elysium. Wenn Wissenschaftler jedoch genau wüssten, wo diese Marsmeteoriten herkamen, könnten sie die geologische Vergangenheit des Planeten besser verstehen.
„(Es würde) die Neukalibrierung der Chronologie des Mars ermöglichen, mit Auswirkungen auf den Zeitpunkt, die Dauer und die Art einer Vielzahl wichtiger Ereignisse in der Geschichte des Mars“, sagte Herd. „Ich nenne das das fehlende Glied – um beispielsweise sagen zu können, dass die Bedingungen, unter denen dieser Meteorit ausgeworfen wurde, durch ein Einschlagereignis erfüllt wurden, das Krater mit einem Durchmesser von 10 bis 30 Kilometern erzeugte.“
Das Team kombinierte hochauflösende Simulationen von Einschlägen auf einen marsähnlichen Planeten. „Einer der größten Fortschritte besteht darin, den Auswurfprozess zu modellieren und anhand dieses Prozesses die Kratergröße oder den Kratergrößenbereich zu bestimmen, der letztendlich diese bestimmte Gruppe von Meteoriten oder sogar diesen einen bestimmten Meteoriten hätte auswerfen können.“ “sagte Herd.
Die Ergebnisse des Modells ermöglichten es dem Team, die „Spitzenschockdrücke“ der Einschlagereignisse und die Dauer zu bestimmen, die die Gesteine diesen Drücken ausgesetzt waren. Dies kann anhand der in den Meteoriten beobachteten „Schockmerkmale“ bestimmt werden – zum Beispiel einzigartige Mineralveränderungen, Einschlagglas und spezielle Bruchmuster.
Anhand dieser Daten konnten Herd und seine Kollegen die Größe der Einschlagskrater abschätzen, die die Meteoriten hätten auslösen können, und auch abschätzen, wie tief die Steine vor dem Einschlag vergraben waren. Obwohl diese Tiefenschätzungen mit einer gewissen Unsicherheit verbunden sind, verglichen die Forscher sie mit der lokalen Geologie möglicher Quellkrater sowie den Eigenschaften und dem Alter der Meteoriten, um festzustellen, ob sie übereinstimmen.
„(Unser Modellierungsansatz) ermöglicht es uns zu sagen, dass wir von all diesen potenziellen Kratern auf 15 eingrenzen und sie dann von den 15 basierend auf spezifischen Meteoriteneigenschaften noch weiter eingrenzen können“, sagte er. „Vielleicht können wir sogar die vulkanische Stratigraphie (die geologische Aufzeichnung) rekonstruieren, die Position all dieser Gesteine, bevor sie von der Oberfläche gesprengt wurden.“
Dies könnte den Wissenschaftlern helfen, besser zu verstehen, wann vulkanische Ereignisse auf dem Mars stattfanden, welche unterschiedlichen Quellen das Marsmagma hatte und wie schnell sich Krater während einer Ära geringen Meteoritenbeschusses auf dem Roten Planeten bildeten, die als Amazonas-Zeit bekannt ist, vor etwa drei Milliarden Jahren.
„Es ist wirklich erstaunlich, wenn man darüber nachdenkt“, fügte Herd hinzu. „Das ist das Beste, was wir haben können, als tatsächlich zum Mars zu fliegen und einen Stein einzusammeln.“
