Sanfte Hügellandschaft und breite Täler in Ismeniae Fossae

Mit sanften, gerundeten Landschaftsformen präsentiert sich die Region Ismeniae Fossae, die auf den aktuellen Bildern der vom DLR betriebenen hochauflösenden Stereokamera HRSC an Bord der ESA-Raumsonde Mars Express zu sehen ist. Die meisten Krater und Abhänge sind komplett von einer Schicht aus feinkörnigem Material überzogen, das vermutlich der Wind dorthin verfrachtet hat. Die hier gezeigten Darstellungen wurden von der Fachrichtung Planetologie und Fernerkundung der Freien Universität Berlin erstellt. Die systematische Prozessierung der Daten erfolgt am DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof.


Ismeniae Fossae Perspektive
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An der Hochland-Tiefland Grenze

Dabei befindet sich Ismeniae Fossae an der Grenze vom südlichen Hochland zu den ausgedehnten, im Norden angrenzenden Ebenen des Tieflands auf dem Mars: eine Landschaft, die eher von kantigen, zerfurchten Restbergen und tief eingeschnittenen Tälern geprägt ist. Der Übergang vom Hoch- zum Tiefland erfolgt hier entlang einer schmalen Zone, in der die Erosion durch Wasserläufe, Wind, Eis und Grundwasser eine markante Landschaft geschaffen hat. Diese topographische Zweiteilung in ein nördliches Gebiet mit Tiefebenen und ein älteres südliches Hochland mit zahlreichen Einschlagskratern ist eines der auffälligsten Merkmale unseres Nachbarplaneten.

Im Süden der Bilder 2, 3 und 4 zeigt die Marsoberfläche auffallend wenig topographisches Relief. Die Geländekanten sind als Folge von Erosionsprozessen und der Ablagerung eines „Mantels“ aus Sand und Staub geglättet und abgerundet. Ein etwa 20 Kilometer großer, alter Einschlagskrater, der durch eine talförmige Vertiefung durchtrennt ist, ist fast nur noch in seinen Umrissen erkennbar.

    


Ismeniae Fossae Farbbild
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Zeugenberge in ehemaligem Krater

In der Umgebungskarte (s. Downloads) ist der Großteil der Ismeniae Fossae-Region zu erkennen. Im Süden fällt deutlich ein grabenartiges Tal auf, das im Nordosten an dem 130 Kilometer großen Krater Moreux in mehreren grabenartigen Verzweigungen („Fossae“) endet. Der Name Ismeniae leitet sich von dem Fluss Ismenius im antiken Böotien ab, einem Landstrich nordwestlich von Athen. In den Bildern 2, 3 und 4 ist rechts unten der westliche Rand des Kraters Moreux zu sehen (benannt nach dem französischen Astronomen Louis-Théophile Moreux, 1867 – 1954). Das Landschaftsbild in der Umgebungskarte verrät, dass Ismeniae Fossae wahrscheinlich komplett aus den erodierten Überresten eines einstmals gefüllten Kraters mit bis zu 470 Kilometern Durchmesser besteht. 

Die Gestalt und Beschaffenheit der freigelegten Überreste im Innern dieses Beckens, aber auch im Gebiet der breiten Taleinschnitte, ähneln einem geologischen Landschaftstypus auf dem Mars, den man als „Chaotic Terrain“ (chaotisches Gebiet) bezeichnet. Solche Gebiete (dazu zählen zum Beispiel auch Iani Chaos, Aureum Chaos oder Aram Chaos) sind extrem zerklüftete, von der Erosion geprägte Oberflächen, in der einzelne Felsblöcke und Hügel eine wirre Struktur von „Zeugenbergen“ in chaotischer Anordnung bilden. Vermutlich entstand es, als Eis im Untergrund schmolz und die entstandenen Hohlräume in sich zusammenstürzten.

    


Ismeniae Fossae farbkodiertes Höhenmodell
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Blockgletscher hinterließen ihre Spuren

Ausgehend von diesem chaotischen Gebiet führt eine lange, schmale talförmige Senke sichelförmig in die Region hinein, die im oberen Teil von Bild 2 zu sehen ist. Diese Senke ist stellenweise bis zu zwei Kilometer tief, ihre Flanken sind weich und ihr Rand ist gewellt. Sie beinhaltet ein Material, auf dessen Oberfläche ein Muster von Furchen und schlierigen Strukturen zu sehen ist, die parallel zu den Abhängen verlaufen, von denen die Täler begrenzt werden.

Ein solches Muster findet man in vielen ähnlichen Tälern mit kastenförmigem Profil – die Geologen sprechen von „linearen Talfüllungen“. Die Oberflächenbeschaffenheit legt nahe, dass hier einst Eis vorhanden war, möglicherweise ein so genannter Blockgletscher: Das ist ein von Schutt bedeckter Eiskörper, der die Senke langsam hinabgeflossen ist. Zahlreiche schmale, verzweigte Täler westlich des Moreux-Kraters legen den Schluss nahe, dass hier auch einmal Wasser über die Marsoberfläche geflossen ist.

Ein weiteres, ungewöhnliches Landschaftsmerkmal dieser Gegend sind Gruppen von runden bis ellipsenförmigen, teilweise miteinander verbundenen Vertiefungen auf der Hochfläche, die links auf den Bildern 2, 3 und 4 zu sehen ist. Dabei handelt es sich entweder um eine Anhäufung von Sekundärkratern, also Einschlägen, die durch den auf die Marsoberfläche niedergehenden Auswurf eines größeren Einschlags in der Umgebung zurückzuführen sind, oder um Senken und Gruben, die entstanden sind, nachdem Eis an oder unmittelbar unter der Oberfläche sublimiert (verdampft) ist.

   

Ismeniae Fossae Anaglyphe
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(benutzen Sie eine rot-grün oder rot-blau Brille)


Bildverarbeitung und das HRSC-Experiment auf Mars Express

Die Aufnahmen mit der HRSC (High Resolution Stereo Camera) entstanden am 16. Juni 2013 während Orbit 11.709 von Mars Express. Die Bildauflösung beträgt etwa 20 Meter pro Bildpunkt (Pixel). Die Abbildungen zeigen einen Ausschnitt bei etwa 40 Grad nördlicher Breite und 42 Grad östlicher Länge.

Die Farbdraufsicht (Bild 2) wurde aus dem senkrecht auf die Marsoberfläche gerichteten Nadirkanal und den Farbkanälen der HRSC erstellt; die perspektivische Schrägansicht (Bild 1) wurde aus den Stereokanälen der HRSC berechnet. Das Anaglyphenbild (Bild 4), das bei Betrachtung mit einer Rot-Blau- oder Rot-Grün-Brille einen dreidimensionalen Eindruck der Landschaft vermittelt, wurde aus dem Nadirkanal und einem Stereokanal abgeleitet. Die in Regenbogenfarben kodierte Aufsicht (Bild 3) beruht auf einem digitalen Geländemodell der Region, von dem sich die Topographie der Landschaft ableiten lässt.

Die High Resolution Stereo Kamera wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt und in Kooperation mit industriellen Partnern gebaut (EADS Astrium, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena-Optronik GmbH). Das Wissenschaftsteam unter Leitung des Principal Investigator (PI) Prof. Dr. Ralf Jaumann besteht aus 40 Co-Investigatoren, die aus 33 Institutionen und zehn Nationen stammen.