Schwerkraft-Karte zeigt mysteriöse Strukturen im Mars

Eine Forschungsgruppe hat auf dem Europlanet Science Congress 2024 in Berlin eine neue Schwerkraft-Karte des Mars präsentiert. Die Karte zeigt einen Widerspruch zu gängigen Konzepten in der Geologie und rätselhafte Strukturen unter dem längst verschwundenen Ozean des Himmelskörpers. 

Unterschiedliche Gravitation beeinflusst Marssonden

Die neue Karte enthält Daten mehrerer Mars-Missionen. Schwerkraftkarten ermöglichen es Forschern, quasi ins Innere eines Planeten zu blicken und somit über Thesen über seine Zusammensetzung aufzustellen. Sie werden mit Raumsonden erstellt, die einen Planenten - in diesem Fall den Mars - umrunden.

Diese Raumsonden werden von verschiedenen Regionen des Mars unterschiedlich stark angezogen. Die Anziehungskraft über einem Berg ist etwa stärker als über einer Schlucht. Durch die leichten Unterschiede in der Gravitation verändert sich die Flugbahn der Sonden geringfügig - allerdings genug, um es zu messen und Rückschlüsse auf die Gravitation zu ziehen.

Marsvulkane widersprechen geologischem Konzept

Einige Ergebnisse der Forschungsgruppe stehen dabei im Widerspruch zu einem wichtigen Konzept der Geologie namens Isostasie. Das Konzept besagt, dass die äußere Schicht eines Planeten durch die Einwirkung eines großen Gewichts einsinkt. Das Gewicht nach unten führt häufig auch dazu, dass sich die umliegenden Gebiete leicht anheben.

Fällt dieses Gewicht wieder weg, ist die Planetenkruste flexibel genug, um wieder in ihre Ursprungsform zurückzuspringen. Ein Beispiel auf der Erde ist etwa Grönland, das durch seine Eisschilde Druck nach unten ausübt. Da die Eisschilde durch die Klimaerwärmung schmelzen, steigt Grönland dadurch an.

Laut den Forschern muss dieses Konzept auf dem Mars allerdings überdacht werden. Grund ist der größte Vulkan des Sonnensystems, der Olympus Mons (22 km Höhe) bzw. das vulkanische Gebiet darum herum, in dem sich 3 weitere gigantische Vulkane befinden. 

Laut der Isostasie müssten diese Berge die Oberfläche des Planeten nach unten drücken - doch das Gegenteil ist der Fall. Die Region ist viel höher gelegen als der Rest der Marsoberfläche. Laut den Forschern bedeutet das, dass aktive Prozesse im Mantel des Mars die Berge nach oben treiben. 

"Es scheint eine große Masse (etwas Leichtes) tief in der Marsschicht zu geben, die möglicherweise aus dem Mantel aufsteigt", schreiben die Forscher. "Das zeigt, dass der Mars immer noch aktive Bewegungen in seinem Inneren hat, die neue vulkanische Dinge an der Oberfläche erzeugen."

Wie vulkanisch aktiv der Mars ist, ist umstritten. Auf dem Planeten gibt es zwar keine aktiven Vulkane, die Daten weisen allerdings auf eine Mantelplume in dem Gebiet unter dem Olympus Mons hin - also aufsteigendes Material, das potenziell auch die Oberfläche erreichen könnte. Ob und wann dies der Fall ist, ist allerdings noch unklar.

Mysteriöse Strukturen am Nordpol

Zusätzlich fanden die Forscher mysteriöse Strukturen unter den nördlichen Polarebenen des Mars. Unter dem ehemaligen Meeresboden gibt es Gebiete, deren Gestein deutlich dichter ist als das der Umgebung. 

"Diese dichten Strukturen könnten vulkanischen Ursprungs sein oder aus verdichtetem Material bestehen, das durch frühere Einschläge entstanden ist. Wir haben etwa 20 unterschiedlich große Strukturen in der Umgebung der Nordpolkappe identifiziert - eine davon ähnelt der Form eines Hundes", so Forscher Bart Root.

Der einzige Weg, diese Strukturen besser zu verstehen, sei, mehr Daten zu sammeln, sagen die Forscher. Root und seine Kollegen sind daher Befürworter der Martian Quantum Gravity Mission - einem Missionskonzept, bei dem die Gravitation des Mars genauer vermessen werden soll. 

Bei der Mission sollen 2 Satelliten hintereinander den Mars umrunden, die über einen optischen Laser den Abstand zueinander messen. Wird der erste Satellit von der Schwerkraft stärker angezogen als der zweite, vergrößert sich dieser Abstand. Somit kann man Gravitationsanomalien auf dem Planeten viel genauer feststellen.