Auf unserem Nachbarplaneten Mars war bisher aber nur ein Typ von Vulkanen bekannt: Schildvulkane wie der hochaufragende Olympus Mons. “Aber diese Feuerberge sind relativ jung und wir haben uns immer gefragt, wo die alten, urzeitlichen Vulkane liegen”, erklärt Joseph Michalski vom Natural History Museum in London. Denn vor allem in der Nähe des Mars-Äquators existieren dicke, aus feinkörnigem Material bestehende Schichten, die vulkanischen Ablagerungen ähneln. Doch ihre Quelle blieb rätselhaft. “Es muss noch unentdeckte Vulkanregionen auf dem Mars geben”, vermuteten Michalski und sein Kollege Jacob Bleacher von der NASA. Daher machten sie sich auf die Suche. Für ihre Studie werteten die Forscher Daten verschiedener Marssonden aus, darunter des Mars Express, des Mars Reconnaissance Orbiter und Mars Global Surveyor. Diese erlaubten nicht nur die genaue Analyse des Höhenprofils und Struktur verschiedener Marsregionen, sondern gaben auch Aufschluss über die chemische Zusammensetzung des Untergrunds.
Lavasee und Kraterrisse
Und tatsächlich: In der Region Arabia Terra stießen die Forscher auf verdächtige Strukturen: Eine Ansammlung großer, unregelmäßig geformter Krater inmitten eines von geschichteten Ablagerungen geprägten Hochlands. Besonders einer davon, Eden Patera, war auffällig, wie sie berichten: Er ist rund 55 Kilometer breit, 85 Kilometer lang und auffallend tief: Sein Grund liegt 1,8 Kilometer unter dem umgebenden Gelände. Bisher galt dieser Komplex aus drei miteinander verbundenen Senken meist als Einschlagskrater. Doch die Form der Kraterwände und der fehlende Zentralberg sind dafür eher untypisch, zudem sind die Krater deutlich tiefer als vergleichbare Impaktstrukturen, wie die Wissenschaftler erklären.
Bei näheren Untersuchung dieses Gebiets stießen Michalski und Bleacher zudem auf einige Strukturen, die ganz und gar nicht zu einem Meteoriteneinschlag passten: So entdeckten sie zwei terrassenförmige Absätze am Kraterrand, 100 und 150 Meter oberhalb des Bodens der Senke. Ihre Form und Größe ähnele erstaunlich stark den Terrassen, die von irdischen Lavaseen bekannt sein, erklären die Forscher. Sie entstehen, wenn am Rand eines solchen Reservoirs ein Lavarand erstarrt. Sinkt dann der Füllstand dieses Lavasees, bleibt diese Lavakante stehen. Für eine Vulkankaldera spricht auch ein weiteres Indiz: In den Kratern durchziehen zahlreiche Verwerfungen die Kruste. Die Forscher interpretieren sie als Risse, die beim Einsacken der Decke über einer Magmenkammer entstanden. Ähnliche Strukturen entdeckten die Wissenschaftler auch in mehreren anderen Kratern der Arabia Terra Region.
Ganz neue Klasse des Mars-Vulkanismus
“Zusammengenommen bilden diese Strukturen eine ganz neue Klasse von Mars-Vulkanen – urzeitliche Supervulkane, die zusammen gigantische Mengen von Lava und pyroklastischem Material auswarfen”, konstatieren Michalski und Bleacher. Diese Supervulkane waren vermutlich vor rund 3,5 Milliarden Jahren aktiv und könnten damals das gesamte Gebiet von Arabia Terra geprägt haben. Die Forscher schätzen, dass jeder der Kalderenkomplexe in dieser Region bis zu 7.200 Kubikkilometer an Lava, Asche und Gesteinsbrocken ausgeworfen hat. Zum Vergleich: Die größte Eruption des irdischen Yellowstone-Supervulkans vor rund zwei Millionen Jahren förderte wahrscheinlich nur rund 1.300 Kubikkilometer Material zutage.
