Ist der Mars doch vulkanisch aktiv?

Verborgenes Feuer: Tief unter seiner eisigen Oberfläche könnte der Mars doch noch vulkanisch aktiv sein. Neue Indizien dafür liefern dunkle, vulkanische Ablagerungen entlang einer Spalte in der Region Cerberus Fossae. Dieses Material könnte erst innerhalb der letzten 50.000 Jahre bei einer Spalteneruption ausgeschleudert worden sein, wie Forscher berichten. Mehrere Marsbeben in diesem Gebiet könnten sogar auf anhaltende Magmabewegungen im Untergrund hindeuten.

Riesige Vulkane wie Olympus Mons, aber auch Lavahöhlen, alte Lavaströme und Relikte urzeitlicher Supervulkane zeugen davon, dass der Mars eine feurige Vergangenheit hat. Strittig ist jedoch, wie lange der Vulkanismus auf unseren Nachbarplaneten anhielt. Zwar sind seine Feuerberge eindeutig erloschen, aber im Untergrund könnte es eine anhaltende Magmaaktivität geben. Mögliche Hinweise darauf sind unter anderem Marsbeben und die Präsenz flüssigen Wassers unter den polaren Eiskappen des Planeten.

Ungewöhnliche Ablagerungen

Jetzt hat ein Team um David Horvath vom Planetary Science Institute in Tucson neue Indizien für einen aktiven Vulkanismus auf dem Mars gefunden. Als sie Aufnahmen der Marsregion Elysium Planitia analysierten, stießen sie auf eine Auffälligkeit bei den Cerberus Fossae – zwei rund tausend Kilometer langen und 100 Meter breiten Gräben im Mars-Untergrund. An einem Abschnitt dieser Spalten entdeckten die Forscher eine gut 100 Quadratkilometer große, von dunklem Material bedeckte Zone.

„Diese mysteriösen Ablagerungen sind untypisch für die sonstigen, meist windgetriebenen Depositionen von Elysium Planitia“, sagt Horvath. Der dunkle Belag ist symmetrisch um die Spalte verteilt und besteht aus Gesteinsmaterial, das eine hohe Wärmespeicherkapazität besitzt und calciumreiche Silikatminerale enthält, wie Messungen ergaben.

Ähnlichkeit mit vulkanischem Auswurf

„Dieses Material ähnelt pyroklastischen Ablagerungen auf Mond und Merkur“, berichtet Horvath. Diese Ablagerungen entstehen, wenn bei einem Vulkanausbruch oder einer ähnlichen Eruption eine Mischung aus Gasen, Asche und Lavabrocken ausgeschleudert wird und sich ablagert. Auf der Erde kann dieses auch als Tephra bezeichnete Material meterdicke Schichten bilden.

Das Forscherteam vermutet daher, dass auch die dunklen Ablagerungen beiderseits der Cerberus-Fossae-Spalte von einem vulkanischen Ausbruch stammen könnten – möglicherweise einer Spalteneruption. „Diese Eruption könnte Asche bis zu zehn Kilometer hoch in die Marsatmosphäre geschleudert haben“, sagt Horvath. Die daraus resultierenden Ablagerungen sind mehrere Zentimeter dick und könnten einem Auswurfsvolumen von 11 bis 28 Millionen Kubikmetern entsprechen.

Innerhalb der letzten 50.000 Jahre entstanden

Doch wann fand diese Eruption statt? Lavagestein an anderen Stellen von Elysium Planitia zeugt davon, dass es dort noch bis vor drei bis vier Millionen Jahren einen aktiven Vulkanismus gab. „In dieser Region finden sich damit einige der jüngsten vulkanischen Spuren auf dem Mars“, erklärt Horvath. „Aber das dunkle Material liegt über den umgebenden Lavaströmen und scheint eine relativ frische Ablagerung von Asche und Gestein zu sein.“

Aus dem Alter einiger von den Ablagerungen überdeckten Krater schließen die Wissenschaftler, dass dieses dunkle Material erst vor rund 53.000 Jahren bei einer Eruption ausgeschleudert wurde. „Damit könnten dies die jüngsten je auf dem Mars dokumentierten Vulkanismusrelikte sein“, berichten sie. Ihrer Ansicht nach könnte es in der Umgebung der Cerberus Fossae durchaus noch weitere solche Tephraschichten geben, die aber vom Wind mit Marsstaub zugeweht oder erodiert wurden.

Vulkanische Aktivität noch heute denkbar

Noch spannender aber: Die Forscher schließen nicht aus, dass der Mars-Vulkanismus bis heute existiert. „Wenn sich das geringe Alter und die vulkanische Natur der Ablagerungen bestätigen, dann könnte die Cerberus-Fossae-Region nicht erloschen sein und der Mars noch immer vulkanisch aktiv“, schreiben sie. Dafür könnte auch sprechen, dass die Landesonde Mars InSight schon mehrfach Marsbeben in diesem Gebiet registriert hat. Sie könnten durch Magmabewegungen im Untergrund verursacht worden sein.

Allerdings: „Dass es noch heißes Magma nahe der Oberfläche des Mars gibt, ist so spät in der Planetengeschichte und angesichts fehlender frischer Lavaströme unwahrscheinlich“, betont Horvath. Plausibler sei es dagegen, dass noch tiefe Magmareservoire und -ströme existieren, die dann vor rund 50.000 Jahren aufstiegen und den Ausbruch in Cerberus Fossae verursachten.

Interessant auch: Die Wärme dieser tiefen Magmavorkommen könnte für lokal mildere Bedingungen im Marsuntergrund sorgen und so Refugien für potenzielles Leben auf dem Mars schaffen. „Die Interaktion von aufsteigendem Magma mit dem eisigen Substrat der Region könnte günstige Bedingungen für mikrobielles Leben bieten“, so Horvath. (Icarus, 2021; doi: 10.1016/j.icarus.2021.114499)

Quelle: Planetary Science Institute