Die rechte Abbildung zeigt eine Elektronen-Mikrosonde-Abbildung: Hellere Bereiche sind reicher an schweren Elementen (z. B. Eisen) als die dunkleren Bereiche.
Meteoriten-Proben liefern Hinweise auf Gesteinsarten und Wassertypen auf dem Mars
Forscher des Tokyo Institute of Technology, des Johnsons Space Center sowie des Lunar Planetary Institute und des Carnegie Institute of Washington berichten über geochemische Untersuchungen, welche zur Beilegung der Kontroverse dienen sollen, die zwischen den Forschern über die Entwicklungsgeschichte des Wassers auf dem Mars besteht. Wie etwa über das Ausmaß des Wassers, seine Verbreitung und sein Ursprung.
Menge und Herkunft des Wasser auf dem Mars ist für eine Reihe von Hypothesen wichtig, wie etwa für die Dynamik von Mantel und Kruste und die Existenz von Leben auf diesem Planeten. Die Forscher analysierten die geochemische und isotopische Zusammensetzung von zwei verschiedenen Meteoriten und kommen zu dem Schluss, dass der Mantel trocken ist. Damit liefern sie den ersten Beweis für die Assimilation der alten Marskruste in den Mantel.
Trotz der entscheidenden Rolle von Wasser bei biologischen und geologischen Prozessen, ist Wasser auf dem Mars noch umstritten. Neben früheren geochemischen Studien von Mars-Basalten (Shergottite) ist noch unklar, wo sich das Magma befindet, dass als Quelle für die Mars-Basalte diente.
Die Forscher untersuchten zwei Meteoriten, von denen einer vom Mantel und der andere von der Kruste des Mars stammt. Tomohiro Usui, Leiter dieser Studie, meinte, es gibt mehrere konkurrierende Theorien für die diversen Isotope und die vielfältige geochemische Zusammensetzung der Mars-Meteoriten. Bis zu dieser Untersuchung gab es keinen direkten Beweis, dass im Oberflächenmaterial vom Mars primitive Lava enthalten ist. Ferner berichten die Forscher, dass sie direkte Beweise dafür haben, dass der trockene Mars-Mantel sein ursprüngliches Verhältnis von Wasserstoff zu seinem schwereren Isotop Deuterium beibehalten hat. (Ähnlich wie das Verhältnis im Wasser auf der Erde). Dies impliziert, dass terrestrische Planeten - einschließlich der Erde - ähnliche Wasser-Quellen haben. Dies sind nicht die Kometen, sondern chondritische Meteoriten.
Hintergrund
Die Suche nach Wasser im Sonnensystem ist ein starkes Motiv in der Planetenforschung. Seine Anwesenheit kann auf eine Reihe geologischer Prozesse hindeuten aber auch auf die Existenz von Leben. Die gewundenen Kanäle in der südlichen Hemisphäre des Mars sprechen eine deutliche Sprache von einst fließendem Wasser; aber dieses Gelände ist sehr alt. Konsequent beschreiben die Planetenforscher den frühen Mars als "warm und feucht" und den aktuellen Mars als "kalt und trocken". Die Zusammensetzung flüchtiger Elemente wie Wasserstoff und Stickstoff kann sich unterscheiden von dem Gas des Nebels aus dem das Sonnensystem entstand. Flüchtige Gase aus dem Mars-Innerem, die durch vulkanische Tätigkeit freigesetzt wurden, haben einen entscheidenden Einfluss auf das Mars-Klima. Insbesondere Wasserstoff ist ein wichtiger Indikator für atmosphärischen Verlust und kann zu einem Klimawandel von nass und warm zu kalt und trocken beitragen.
Wie auf der Erde existiert Wasserstoff auch in Form seines Isotops Deuterium (schwerer Wasserstoff), welcher ein Neutron sowie ein Proton im Kern aufweist. Das Verhältnis von Wasserstoff zu Deuterium kann wichtige Informationen über die Herkunft von Wasser und Gestein auf dem Mars liefern.
Ein Großteil der Informationen über das Innere des Mars stammen aus Studien von basaltischen Meteoriten (Shergottite). Einer der Meteoriten, Yamato (Y) 980.459, dürfte ein Basalt sein, der eine minimale Modifikation durchgemacht hat, als er aus dem tief gelegenen Mantel an die Mars-Oberfläche transportiert worden ist. Im Gegensatz dazu scheint ein weiterer Meteorit, LAR06319, eine Gesteinsprobe aus der Mars-Kruste, im Kontakt mit der Mars-Atmosphäre gewesen zu sein.
Die Autoren der Studie weisen darauf hin, dass es schwierig ist, das Verhältnis von Deuterium zu Wasserstoff im Mantel des Mars aufgrund von Meteoriten-Proben zu bestimmen, da sie durch terrestrische Kontamination vielleicht verunreinigt wurden. Zum Beispiel könnte während der Analyse Luft entwichen sein, oder Öle (und/oder Wasser) das als Gleitmittel beim Polieren verwendet wird, oder auch Acryl-Harz, könnte zu Verunreinigungen beitragen haben .
Harze sind die schwierigsten und kaum vermeidbaren Quellen von Verunreinigungen für Mars-Meteoriten, wenn sie in die vielen Mikrofrakturen der Shergottite eindringen und nicht mehr entfernt werden können. Die Forscher verwendeten für eine Probenvorbereitung Indium-Metall anstelle von Harz und vermieden damit die Hauptquelle für die Kontamination von Proben. Tomohiro Usui konnte nachweisen, dass die anfängliche Isotopen-Zusammensetzung des Wasserstoffs am Mars erdähnlich war, weil er ein Experiment durchgeführt hat, dass die Kontamination der Meteoriten-Probe im Labor stark reduzierte.
Die Forscher analysierten die Isotopen-Zusammensetzung von flüchtigen Elementen in beiden Meteoriten und fanden Hinweise, auf einen Mantel der trocken ist und eine abgereicherte elementare Zusammensetzung hat. Sie glauben definitive Beweise zu haben, dass der Mars-Mantel ein ursprüngliches Deuterium/Wasserstoff-Verhältnis wie auf der Erde hatte. Sie zeigten auch, dass die angereicherte Shergottite-Quelle nicht aus dem tiefen Inneren vom Mars-Mantel stammt, sondern eher eine Assimilation der alten Marskruste ist. Dies ist der erste Hinweis auf eine Kruste-Mantel-Interaktion.
Sie analysierten die Isotopen-Zusammensetzung von flüchtigen Elementen in beiden Meteoriten und fanden direkte Beweise für einen Mantel, der trocken ist und eine erschöpfte elementare Zusammensetzung hat. Sie fanden Hinweise, dass der Mars-Mantel ein ursprüngliches D / H-Verhältnis ähnlich wie das Wasser auf der Erde hatte. Sie zeigen auch, dass die angereicherte Shergottite-Quelle nicht aus dem Mantel stammt, sondern eher eine Assimilation der alten Marskruste ist. Das Ergebnis ist der erste Hinweis auf solche Kruste-Mantel- Interaktion.
26. November 2012/SP
Verein Kuffner-Sternwarte
