Chinas Marsrover Zhurong findet Hinweise auf Wasser in den Sanddünen des Mars

Oct 19, 2023

Von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, 29. April 2023

Ein Selfie des Rovers Zhurong neben seiner Landeplattform, aufgenommen mit einer drahtlosen Kamera. Bildnachweis: Chinesische nationale Raumfahrtbehörde

The Zhurong rover, part of China’s Tianwen-1 MarsMars is the second smallest planet in our solar system and the fourth planet from the sun. It is a dusty, cold, desert world with a very thin atmosphere. Iron oxide is prevalent in Mars' surface resulting in its reddish color and its nickname "The Red Planet." Mars' name comes from the Roman god of war." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> Die Mars-Mission hat Hinweise auf flüssiges Wasser in niedrigen Breitengraden des Mars gefunden, was auf potenziell bewohnbare Umgebungen hindeutet. Diese Entdeckung, die im Widerspruch zu früheren Annahmen steht, dass Wasser auf dem Mars nur in festem oder gasförmigem Zustand existieren könne, wurde durch die Analyse morphologischer Merkmale und Mineralzusammensetzungen von Dünen im Landegebiet gemacht.

Laut einer Studie unter der Leitung von Prof. Xiaoguang Qin vom Institut für Geologie und Geophysik (IGG) der Chinesen hat der Zhurong-Rover Hinweise auf Wasser auf Dünenoberflächen auf dem modernen Mars gefunden, indem er wichtige Beobachtungsnachweise für flüssiges Wasser in niedrigen Marsbreiten lieferte Akademie der Wissenschaften (CAS).

The study was published on April 28 in the journal Science Advances<em>Science Advances</em> is a peer-reviewed, open-access scientific journal that is published by the American Association for the Advancement of Science (AAAS). It was launched in 2015 and covers a wide range of topics in the natural sciences, including biology, chemistry, earth and environmental sciences, materials science, and physics." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Wissenschaftliche Fortschritte.

An der Studie waren auch Forscher der National Astronomical Observatories of CAS und des Institute of Atmospheric Physics of CAS beteiligt.

Wasserspuren auf hellen Sanddünen. (a) Topografische Höhenlinienkarte der Umgebung, in der sich die Spur befindet. Das Koordinatensystem ist eine lokale kartesische Ost-Nord-Aufwärts-Koordinate (ENU) und der Ursprung ist der des Rover-Koordinatensystems. Das Hintergrundfoto der Digital Orthophoto Map (DOM) wurde von NaTeCam aufgenommen. (b) MSCam-Foto aus der Vogelperspektive, das eine streifenförmige Spur und einen wahrscheinlich mit Wasser durchtränkten fragmentierten Bodenblock zeigt. (c) Vergrößertes Foto, das polygonale Risse und helle polygonale Grate zeigt. (d) Vergrößertes Foto, das einen kreisförmigen Bereich mit der streifenförmigen Spur als Teil zeigt. (e) NaTeCam 3D-Bild einer Zwischendünensenke zwischen zwei dunklen Längsdünen. (f) Ein Querschnitt der Düne entlang des Profils der weißen gestrichelten Linie in (e). Bildnachweis: IGCAS

Frühere Studien haben den Nachweis einer großen Menge flüssigen Wassers auf dem frühen Mars erbracht, doch mit dem Entweichen der frühen Marsatmosphäre in der späteren Zeit veränderte sich das Klima dramatisch. Sehr niedriger Druck und Wasserdampfgehalt machen es heute schwierig, flüssiges Wasser dauerhaft auf dem Mars zu existieren. Daher wurde allgemein angenommen, dass Wasser dort nur in fester oder gasförmiger Form existieren kann.

Dennoch beweisen Tröpfchen, die auf dem Roboterarm des Phoenix beobachtet wurden, dass im Sommer in den derzeit hohen Breiten auf dem Mars salziges flüssiges Wasser auftreten kann. Numerische Simulationen haben auch gezeigt, dass heute in bestimmten Gebieten des Mars kurzzeitig klimatische Bedingungen auftreten können, die für flüssiges Wasser geeignet sind. Bisher gibt es jedoch keine Hinweise darauf, dass in niedrigen Breitengraden auf dem Mars flüssiges Wasser vorhanden ist.

Nun füllen jedoch Erkenntnisse des Zhurong-Rover die Lücke. Der Rover Zhurong, der Teil der chinesischen Marserkundungsmission Tianwen-1 ist, landete am 15. Mai 2021 erfolgreich auf dem Mars. Der Landeplatz befindet sich am südlichen Rand der Ebene Utopia Planitia (UP) (109,925 E, 25,066 N). , wo sich die nördliche Tieflandeinheit befindet.

Die Forscher nutzten Daten der Navigations- und Geländekamera (NaTeCam), der Multispektralkamera (MSCam) und des Mars Surface Composition Detector (MarSCoDe) an Bord des Zhurong-Rover, um die Oberflächenmerkmale und Materialzusammensetzungen der Dünen in unterschiedlichen Maßstäben zu untersuchen Landeplatz.

Sie fanden einige wichtige morphologische Merkmale auf der Dünenoberfläche, wie Krusten, Risse, Körnung, vieleckige Grate und eine streifenförmige Spur. Die Analyse der Spektraldaten ergab, dass die Oberflächenschicht der Düne reich an hydratisierten Sulfaten, hydratisiertem Siliciumdioxid (insbesondere Opal-CT), dreiwertigen Eisenoxidmineralien (insbesondere Ferrihydrit) und möglicherweise Chloriden ist.

„Anhand der von Zhurong und anderen Marsrovern gemessenen meteorologischen Daten folgerten wir, dass diese Eigenschaften der Dünenoberfläche mit der Beteiligung von flüssigem Salzwasser zusammenhängen, das durch das anschließende Schmelzen von Frost/Schnee entsteht, der auf die salzhaltigen Dünenoberflächen fällt, wenn es zu einer Abkühlung kommt.“ “, sagte Prof. Qin.

Insbesondere Salze in Dünen führen dazu, dass Frost/Schnee bei niedrigen Temperaturen schmilzt und salziges flüssiges Wasser entsteht. Wenn das Salzwasser trocknet, verfestigen die ausgefällten hydratisierten Sulfate, Opale, Eisenoxide und andere hydratisierten Mineralien die Sandpartikel und bilden Sandaggregate und sogar Krusten. Anschließend wird die Kruste durch Schrumpfung weiter aufgerissen. Durch den späteren Frost-/Schneeschmelzprozess bilden sich außerdem vieleckige Grate und eine streifenförmige Spur auf der Krustenoberfläche.

Das geschätzte Alter der Dünen (etwa 0,4–1,4 Millionen Jahre) und die Beziehung zwischen den drei Phasen des Wassers lassen darauf schließen, dass die Übertragung von Wasserdampf von der polaren Eisdecke zum Äquator während der großen Schrägphasen der späten Amazonasperiode des Mars dazu führte wiederholt feuchte Umgebungen in niedrigen Breiten. Daher wurde ein Szenario der Wasseraktivität vorgeschlagen, d. h. die Abkühlung in niedrigen Breiten während der großen Neigungsstadien des Mars führt zum Fallen von Frost/Schnee und führt anschließend zur Bildung von Krusten und Aggregaten auf der salzigen Dünenoberfläche, wodurch die Dünen verfestigt werden und Spuren hinterlassen werden der Aktivität von flüssigem Salzwasser.

Die Entdeckung liefert wichtige Beobachtungsbeweise für flüssiges Wasser in niedrigen Breitengraden des Mars, wo die Oberflächentemperaturen relativ wärmer und für Leben geeigneter sind als in hohen Breitengraden.

„Dies ist wichtig, um die Entwicklungsgeschichte des Marsklimas zu verstehen, nach einer bewohnbaren Umgebung zu suchen und wichtige Hinweise für die zukünftige Suche nach Leben zu liefern“, sagte Prof. Qin.

Referenz: „Modernes Wasser in niedrigen Breitengraden auf dem Mars: Mögliche Beweise von Dünenoberflächen“ von Xiaoguang Qin, Xin Ren, Xu Wang, Jianjun Liu, Haibin Wu, Xingguo Zeng, Yong Sun, Zhaopeng Chen, Shihao Zhang, Yizhong Zhang, Wangli Chen , Bin Liu, Dawei Liu, Lin Guo, Kangkang Li, Xiangzhao Zeng, Hai Huang, Qing Zhang, Songzheng Yu, Chunlai Li und Zhengtang Guo, 28. April 2023, Science Advances.DOI: 10.1126/sciadv.add8868