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Astronomie+Physik

Warum der Mars zwei Gesichter hat

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Unfall mit Folgen:Nach einem unschönen Zusammenprall blieb der Mars für immer missgestaltet. Bild: Jeff Andrews-Hanna
Die merkwürdige Asymmetrie zwischen Nord- und Südhalbkugel des Mars ist wahrscheinlich auf einen gigantischen Zusammenstoß zurückzuführen. Etwa zur gleichen Zeit, als der Erdmond bei einer noch größeren Kollision zwischen Proto-Erde und einem marsgroßen Objekt entstand, prallte der rote Planet mit einem 2.000 Kilometer großen Kleinplaneten zusammen, legen Computersimulationen von Forschern um Jeffrey Andrews-Hanna vom Massachusetts Institute of Technology nahe.

Bei dem Einschlag entstand ein Becken, das fast die gesamte Nordhalbkugel des Mars bedeckt. Es nimmt etwa 40 Prozent der gesamten Mars-Oberfläche ein. Das sogenannte Borealis-Becken ist mehr als 10.000 Kilometer lang und 8.000 Kilometer breit. Es liegt im Schnitt sechs Kilometer tiefer als der Rest des Planeten. Der Unterschied zwischen dem glatten, nördlichen Tiefland und den rauen, südlichen Hochländern war Planetenforschern schon in den 1970er Jahren bei den ersten Mars-Missionen aufgefallen. Ein Einschlag wurde zwar als Erklärung in Betracht gezogen. Allerdings hatte das Borealis-Becken nicht die richtige Form für einen Meteoritenkrater, es sieht eher nierenförmig aus. Eine alternative Erklärung für die Missgestalt des Planeten bestand darin, dass Konvektionsströmungen im Inneren des Planeten die Masse unregelmäßig verteilt haben könnten. Die meisten Mars-Forscher, auch Andrews-Hanna, bevorzugten diese Theorie.

Jetzt hat der Forscher zusammen mit Kollegen jedoch die Schweremessungen des Mars-Reconnaissance Orbiter sowie Höhenmessungen des Mars Global Surveyor analysiert, um die Angelegenheit zu klären. die Wissenschaftler wollten herausfinden, ob die riesigen Vulkane der Tharsis-Region, die am Rand des Borealis-Beckens liegen, die tatsächliche Form der Senke verschleiern. Tatsächlich fanden sie heraus, dass das Becken eigentlich eine perfekte Ellipse ist, deren Form nachträglich durch den Vulkanismus verzerrt wurde. „Damit haben wir die Einschlag-Hypothese zwar nicht bewiesen, aber die Beweislage hat sich drastisch geändert“, sagt Andrews-Hanna. „Jetzt spricht mehr für einen riesigen Meteoriteneinschlag als dagegen.“ Modellrechnungen zeigen, dass der irrgeleitete Kleinplanet größer gewesen sein muss als Pluto, und dass der Einschlagswinkel etwa 45 Grad betrug.

Der bislang größte bekannte Krater des Sonnensystems, das South-Pole-Aitken-Basin, liegt auf dem Mond und hat einen Durchmesser von 2.500 Kilometern. Der Riesen-Einschlag auf dem Mars prägte den Planeten für den Rest seiner Geschichte: Weil die Kruste im Krater dünner war, konnte Magma aus dem Inneren leichter nach oben dringen, wodurch die größten Vulkane des Sonnensystems, darunter der mehr als 20 Kilometer hohe Olympus Mons, entstanden. Womöglich sammelte sich vor Milliarden von Jahren Wasser in dem riesigen Becken und bildete einst einen Ozean. Da der Luftdruck in den Niederungen höher ist als auf dem Rest des Planeten, ist die Winderosion dort vermutlich stärker.

Jeffrey Andrews-Hanna (Massachusetts Institute of Technology) et al.: Nature, Bd. 453, S. 1212 Margarita Marinova (California Institute of Technology, Pasadena) et al.: Nature, Bd. 453, S. 1216 Francis Nimmo (University of California, Santa Cruz) et al.: Nature, Bd. 453, S. 1220 Ute Kehse
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