Forscher haben eine massive thermale Anomalie tief unter der Oberfläche des Mars entdeckt. Demnach ist das Innere der südlichen Hemisphäre des Roten Planeten um 200 bis 400 Grad Celsius (entsprechend bis zu 750 Grad Fahrenheit) wärmer als die nördliche Hälfte und könnte sogar teilweise geschmolzen sein. Die neue Studie mit dem Titel „Tidal Tomography Reveals a Thermal Anomaly Beneath Mars’s Crustal Dichotomyvertieft das Rätsel um die markante Zweiteilung des Planeten.
Riesige thermale Anomalie im Mantel des Mars entdeckt
Wissenschaftler sind bislang meist davon ausgegangen, dass Planetenkörper im Inneren weitgehend kugelsymmetrisch aufgebaut sind. Wie Caltech berichtet, zeigt die neue Untersuchung jedoch, dass dies nicht zwingend der Fall ist. Um die Temperaturunterschiede zu ermitteln, nutzte das Forschungsteam Archivdaten von drei NASA-Raumfahrzeugen (Mars Global Surveyor, Mars Odyssey und Mars Reconnaissance Orbiter): Anhand subtiler Veränderungen der orbitalen Geschwindigkeit untersuchten sie das Gravitationsfeld des Planeten.
Einblicke in die Krustendichotomie und das Innere des Planeten
Auf der Oberfläche ist der Mars bereits stark asymmetrisch ausgeprägt. Im Norden prägen flache Tieflandebenen das Bild, während die Kruste im Süden im Durchschnitt 25 Kilometer (15,5 Meilen) dicker ist und von Kraterlandschaften sowie Hochländern dominiert wird. Durch die Gravitationsmessungen und eine Technik namens Gezeitentomographie konnten die Wissenschaftler nun feststellen, dass sich diese Dichotomie auch tief im Inneren des Planeten fortsetzt.
Alexander Berne, ehemals am Caltech tätig und mittlerweile an der University of Arizona, erklärte in einem Statement, dass Wissenschaftler für gewöhnlich davon ausgingen, dass die Inneres von Planetenkörpern im Allgemeinen kugelsymmetrisch seien, dies jedoch nicht zwangsläufig zutreffe. Berne ist der leitende Autor der Forschungsarbeit. Laut den Forschern liefert ein solches Verständnis der inneren Struktur einen wichtigen Bauplan für die Planung zukünftiger Missionen und wissenschaftlicher Erkundungen.
Mögliche Ursachen und Verbindung zu bisherigen Mars-Rätseln
Die genaue Entstehung der thermalen Anomalie ist bislang unklar. Das Forschungsteam diskutiert mehrere Hypothesen, darunter einen gigantischen Einschlag, der Wärme aus dem Norden freigesetzt haben könnte, eine in der Vergangenheit aufgetretene spontane Konvektion im südlichen Marsmantel oder dicke geologische Strukturen, die überschüssige Wärme am Entweichen hinderten.
Die erhöhten Temperaturen im Süden könnten zudem zur Klärung weiterer Phänomene beitragen:
- Magnetische Anomalien: Eine Erhitzung, die über die sogenannte Curie-Temperatur hinausgeht, könnte dazu geführt haben, dass Materialien ihre inhärenten magnetischen Eigenschaften verlieren oder magnetische Überreste in eisenhaltigen Mineralien im Süden entstanden sind.
- Seismische Daten: Die NASA-InSight-Mission hatte zuvor festgestellt, dass sich seismische Wellen im Süden schneller verflüchtigen – ein Verhalten, das sich durch die dort herrschenden höheren Temperaturen erklären lässt.
- Hydrologie und Bewohnbarkeit: Das Verständnis der Prozesse im Planeteninneren gibt laut Amirhossein Bagheri, einem Postdoktoranden am Caltech, Mitautor der Studie und ehemaligen Mitglied des InSight-Teams, auch Aufschluss über die frühere Hydrologie und die Bildung von Becken, die einst Wasser enthalten haben könnten.
Beteiligte Institutionen und Finanzierung
Neben dem Hauptautor Alexander Berne und Amirhossein Bagheri waren zahlreiche weitere Forscher an der Studie beteiligt. Zu den Co-Autoren gehören Nicholas Wagner und Harriet Lau von der Brown University, Isamu Matsuyama und Angela Marusiak von der University of Arizona, Sander Goossens vom NASA Goddard Space Flight Center, Karwai Cheng vom Institute of Astronomy and Astrophysics an der Academia Sinica in Taiwan, Antonio Genova von der University of Rome in Italien, Marc Rovira-Navarro von der Delft University of Technology in den Niederlanden, Chuan Qin von der UCLA, Douglas Hemingway von der University of Texas at Austin, Shijie Zhong von der University of Colorado Boulder sowie Francis Nimmo von der UC Santa Cruz. Finanziert wurde das Projekt von der NASA.
