Bright lower echo from Mars’ south-polar layered deposits

Mars Express-Radar misst Wassermenge am Marssüdpol

15 März 2007

Das am Marssüdpol in gefrorenen Schichten eingelagerte Wasser entspricht einer Menge, die im aufgetauten Zustand den gesamten Planeten mit einer 11 m tiefen flüssigen Schicht überziehen würde.

Diese Schätzung ist das Ergebnis von Messungen der Dicke der Eisschicht mit dem Radarinstrument an Bord der Mars Express-Sonde, bei denen mehr als 300 virtuelle Querschnitte durch Ablagerungsschichten am Pol erstellt wurden. Der Radar durchdringt die Eisschichten bis zu ihrer Untergrenze, die sich in manchen Bereichen bis zu 3,7 Kilometer tief unter die Marsoberfläche erstreckt.

Virtual ‘slice’ through icy layered deposits near Mars' south pole

„Die Ablagerungsschichten am Mars bedecken eine Fläche, die fast der Größe Europas entspricht. Die in diesen Schichten enthaltene Wassermenge wurde zwar schon früher geschätzt, aber erst die Radarmessungen ermöglichten die Ermittlung dieser Werte mit einer gewissen Genauigkeit," so Dr. Jeffrey Plaut vom Jet Propulsion Laboratory der NASA im kalifornischen Pasadena, Ko-Projektleiter für das Radarmessgerät und Hauptautor der Studie.

Thickness of Mars' South Polar Layered Deposits
Thickness of Mars' South Polar Layered Deposits

Das Radarinstrument mit dem Namen „Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding” (MARSIS) misst darüber hinaus auch die Dicke ähnlicher, am Marsnordpol abgelagerter Schichten.

“Unser Radargerät macht seine Arbeit außerordentlich gut,” so Prof. Giovanni Picardi von der Universität ‚La Sapienza’ in Rom undProjektleiter für das Instrument. „MARSIS beweist, dass es für Tiefenmessungen der Marsoberfläche sehr leistungsfähig ist und es zeigt, dass die Forschungsziele unseres Teams – das Vermessen der Ablagerungsschichten an den Marspolen – erfolgreich erreicht wurden”, so Picardi weiter. „MARSIS zeigt uns nicht nur zum ersten Mal, wie es in solchen Bereichen unter der Marsoberfläche aussieht, die Details, die wir erkennen können, sind wahrhaft erstaunlich. Nach Abschluss einer noch andauernden, ausgefeilten Optimierung unserer Datenverarbeitungsverfahren erwarten wir sogar noch bedeutsamere Ergebnisse. Dadurch bekommen wir ein noch besseres Bild von der Zusammensetzung der Oberfläche und darunter.”

Lower boundary of icy layers covering Mars' south-polar region
Lower boundary of icy layers covering Mars' south-polar region

Obwohl einige andere Regionen des Roten Planeten in der Vergangenheit zeitweise ziemlich nass waren, kommt das meiste des derzeit nachgewiesenen Wassers in Ablagerungsschichten der Marspole vor. Wenn wir herausfinden, was mit dem Wasser auf dem Mars geschah, kommen wir der Schlüsselfrage, ob dort jemals Leben existierte, auf die Spur, weil für alles uns bekannte Leben flüssiges Wasser erforderlich ist.

Plaut, Picardi und 22 weitere Wissenschaftler veröffentlichen diese Woche in der Internetausgabe des Wissenschaftsmagazins Science eine Analyse der Messergebnisse des Mars Express-Radars in der Südpolarregion des Mars.

Upper surface of icy layers covering Mars' south-polar region
Upper surface of icy layers covering Mars' south-polar region

Die Ablagerungsschichten in der Polarregion sind weit größer und tiefer als die aus weißem Kohlendioxid- und Wassereise bestehende Marssüdpolkappe. Viele dieser Schichten werden von eingelagertem Staub verdunkelt. Die Stärke des Echosignals, das der Radar von den Felsschichten unter den Ablagerungen empfangen hat, deutet jedoch darauf hin, dass diese Ablagerungsschichten aus mindestens 90 Prozent Wassereis bestehen. Ein Bereich, der durch ein besonders starkes Radarecho von der Untergrenze der Ablagerungsschichten charakterisiert wird, gibt den Wissenschaftlern noch Rätsel auf. Das Echo gleicht in seinen Eigenschaften dem, was ein Radargerät als eine dünne Schicht flüssigen Wassers sehen würde. In diesem Bereich ist es jedoch so kalt, dass flüssiges Wasser dort aller Wahrscheinlichkeit nach nicht vorkommen kann.

Die Ermittlung des Erscheinungsbilds der Oberfläche zwischen den Eisschichten liefert Informationen zu tiefer liegenden Strukturen auf dem Mars. „Bisher wussten wir nicht, wie tief sich diese Ablagerungen erstrecken,“ so Plaut. „Jetzt wissen wir, dass die Oberflächenkruste durch das Gewicht des Eises nicht so stark komprimiert wurde, wie das auf der Erde der Fall sein würde. Die Oberflächenkruste und der obere Mantel des Mars sind fester als die der Erde. Das liegt wahrscheinlich daran, dass das Marsinnere so viel kälter als das der Erde ist.“

Weitere Informationen

Giovanni Picardi, MARSIS Principal Investigator, University of Rome 'La Sapienza', Italy
Email: picar @ infocom.uniroma1.it

Jeffrey Plaut, MARSIS Co-Principal Investigator, NASA/JPL, USA
Email: plaut @ jpl.nasa.gov

Agustin Chicarro, ESA Mars Express Project Scientist
Email: agustin.chicarro @ esa.int

Fred Jansen, ESA Mars Express Mission Manager
Email: fjansen @ rssd.esa.int

Enrico Flamini, ASI Mars Express Mission Manager
Email: enrico.flamini @ asi.it

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