Tiefer Winter in Argyre Planitia

Die hier präsentierten Bilder zeigen einen Teil des nördlichen Randes des Einschlagsbeckens Argyre Planitia, aufgenommen von der vom DLR betriebenen hochauflösenden Stereokamera HRSC auf der ESA-Raumsonde Mars Express. Dabei gut zu erkennen ist der 138 Kilometer breite Krater Hooke. Es ist Winter auf der südlichen Halbkugel des Mars und das Innere des Kraters Hooke und weite Teile der Landschaft sind mit einer Frostschicht bedeckt, und sehen dadurch aus wie mit Puderzucker überzogen. Mitarbeiter der Fachrichtung Planetologie und Fernerkundung der Freien Universität Berlin erstellten die hier gezeigten Bildprodukte. Die systematische Prozessierung der Daten erfolgt am DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof.

Argyre Perspektive
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Die längsten Nächte liegen gerade zwei Monate zurück und der Frühlingsbeginn ist hier, bei 45 Grad südlicher Breite, noch in weiter Ferne. Große Teile der tiefer liegenden Gebiete sind von einer dünnen Schicht Frost überzogen. Wenn Eiskristalle aus der Marsatmosphäre auf den Boden rieseln, kommt es zu dieser Art des "Bodenfrostes". In höher gelegenen Gebieten tritt er nicht mehr auf, höchstens an einigen Stellen, die im Schatten liegen, wie beispielsweise an den Hängen kleinerer Krater. An Stellen, die stärker der - wenn auch noch schwachen - Wintersonne ausgesetzt sind, ist das Eis schon wieder verdampft. Auch ein Hügel im Inneren des Hooke-Kraters ist von den dünnen Eisablagerungen bedeckt.

          

Argyre Farbaufsicht
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Zwei Einschläge formten den Krater

Der Krater Hooke scheint durch zwei Einschläge entstanden zu sein. Der größere Krater hat einen Durchmesser von fast 140 Kilometern, während der kleinere nur knapp 50 Kilometer groß ist. Im Inneren des kleineren Kraters befindet sich ein großer Hügel mit einem markanten Plateau, dessen westlicher Teil von einem dunklen Dünenfeld bedeckt ist. Die Dünen auf dem Mars sind im Gegensatz zu den meisten Dünen auf der Erde dunkel, da sie aus vulkanischer Asche bestehen, wie sie als seltene Beispiele auch auf Hawaii oder in Neuseeland vorkommen, also in Gegenden, die vulkanisch aktiv sind.

Auf der anderen Seite, im Südosten des Kraters, deuten einige Hügel darauf hin, dass die Struktur aus verschiedenen Sedimentschichten aufgebaut zu sein scheint, die von einer dicken Lage aus Sand und Staub oder auch Frost überdeckt sind. Möglicherweise ist der gesamte Hügel durch die Ablagerung von Material entstanden, das der Wind in das Innere des Kraters verfrachtet hat.

    

Argyre Farbkodiertes Höhenmodell
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Der Wind hinterließ allerorten seine Spuren

Betrachtet man die linke Bildhälfte (Bilder 2, 3, 4), insbesondere den Südwesten des größeren Kraters, sieht man zahlreiche parallel verlaufende Bergrücken. Hierbei handelt es sich um sogenannte Yardangs. Sie entstehen durch Winderosion: Bläst der Wind Sandkörner über einen längeren Zeitraum in dieselbe Richtung, werden sie wie mit einer Art Sandstrahlgebläse aus dem Gestein "gefräst". Ihre Ausrichtung zeigt auch die Windrichtung an, aus der der Wind anhaltend geblasen hat - in diesem Fall laufen sie auf den Hooke-Krater zu, also von Süden nach Norden. Offensichtlich sammelt sich der Sand in dieser "Windfalle".


Chaotische Gebiete in Argyre Planitia - ist der Prozess noch im Gange?

Ein weiteres interessantes Detail auf diesen HRSC-Bildern ist das Vorkommen mehrerer kleiner, sogenannter chaotischer Gebiete (chaotic terrains). Eines ist im oberen Teil der Bildmitte zu sehen, ein weiteres im unteren Teil. In kleineren Senken befinden sich hier einige Tafelberge und Hügel. Chaotische Gebiete (dazu zählen auch die sehr viel markanteren Beispiele Iani Chaos, Aureum Chaos oder Aram Chaos in der Nähe des Marsäquators) sind extrem zerklüftete, von der Erosion geprägte Oberflächen, in denen einzelne Felsblöcke und Hügel eine wirre Struktur von "Zeugenbergen" in chaotischer Anordnung bilden. Vermutlich entstehen sie, wenn Eis im Untergrund schmilzt und die entstandenen Hohlräume in sich zusammenstürzen. Die Oberflächen der beiden chaotischen Gebiete auf diesen Bildern scheinen noch nicht vollständig zusammengebrochen zu sein. Es könnten daher noch immer beträchtliche Mengen an Wassereis unter der Oberfläche vorhanden sind, die im weiteren Verlauf der geologischen Entwicklung zu weiteren Einstürzen führen könnten.

       

Argyre Anaglyphe
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Bildverarbeitung und das HRSC-Experiment auf Mars Express

Die Aufnahmen mit der HRSC (High Resolution Stereo Camera) entstanden am 20. April 2014 während Orbit 13.082 von Mars Express. Die Bildauflösung beträgt etwa 63 Meter pro Bildpunkt (Pixel). Die Bildmitte liegt bei etwa 46 Grad südlicher Breite und 316 Grad östlicher Länge. Die Farbaufsicht (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 Investigators (PI) Prof. Dr. Ralf Jaumann besteht aus 52 Co-Investigatoren, die aus 34 Institutionen und elf Nationen stammen. Die Kamera wird vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof betrieben.