Danielson-Krater auf dem Mars: Yardangs als Zeugen von Klimaschwankungen?

Am 19. März 2012 nahm die vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) betriebene, hochauflösende Stereokamera HRSC auf der ESA-Raumsonde Mars Express zwei nebeneinander liegende Krater in der Region Arabia Terra auf, die sehr unterschiedlich sind: der Danielson-Krater (ca. 60 Kilometer Durchmesser) ist geprägt von zahlreichen so genannten Yardangs, der kleinere Kalocsa-Krater (ca. 33 Kilometer Durchmesser) zeigt diese überhaupt nicht. Sein Kraterboden liegt etwa 1.000 Meter höher als der des Danielson-Kraters.

Arabia Terra markiert die Übergangszone zwischen dem südlichen Marshochland und der Tiefebene auf der nördlichen Hemisphäre. Wie viele Krater in der Arabia Terra-Region ist der Danielson-Krater mit geschichteten Sedimenten gefüllt, die im Laufe der Zeit aber zum Teil wieder stark erodierten. Die so entstandenen Geländeformen werden „Yardangs“ genannt. Yardangs sind mehr oder weniger stromlinienförmige Gesteinsrücken, die als Restberge von dieser Form der Erosion noch nicht gänzlich abgetragen wurden. Durch ihre meist parallele Anordnung lässt sich die Windrichtung erkennen, die während der Erosion vorgeherrscht hat.

Erosionsspuren als Hinweis auf mögliche Klimaschwankungen

Yardangs werden von den Sandkörnern im Wind wie mit einem Sandstrahlgebläse aus dem Gestein „gefräst“. Wehen die Winde über einen längeren Zeitraum in die gleiche Richtung, können sie regelrechte „Düsen“ oder Windgassen bilden, die den Prozess beschleunigen. Der ungewöhnliche Name stammt aus der Sprache der Uiguren und bedeutet in etwa „steiler Sandwall“. Der schwedische Forscher Sven Hedin prägte den Begriff, nachdem er 1903 in der zentralasiatischen Lop Nor-Wüste solche Gesteinsformationen beobachtete.

Bei den Yardangs im Danielson-Krater muss der Wind vornehmlich aus nord-nordöstlicher Richtung geweht haben. Die Wissenschaftler vermuten, dass die Sedimente zunächst ebenfalls durch Wind in den Krater transportiert wurden und dort mit Wasser in Kontakt kamen. Dadurch verfestigten sie sich. Später, in einer trockenen Periode der Marsgeschichte, wurden sie dann wieder abgetragen. Manche Forscher vermuten, dass die Wechsellagen der Sedimente ein Hinweis auf Klimaschwankungen des Planeten sein könnten, die durch eine periodische Verschiebung der Rotationsachse des Mars ausgelöst wurden.

Die Wirkung des Windes ist auch an einem 30 Kilometer langen Dünenfeld im Krater Danielson zu erkennen, das sich allerdings erst in der jüngeren geologischen Vergangenheit gebildet hat. Die dunkle Färbung stammt vermutlich von vulkanischem Material – von Vulkanasche oder von zu Sand und Staub verwittertem dunklen, vulkanischen Gesteinen. Es bildet einen starken Kontrast zur typischen ockerfarbenen Marsoberfläche.

Einschlagskrater als Gradmesser für die Tigefe des Grundwassers?

Der kleinere Kalocsa-Krater zeigt hingegen ein anderes Bild. Hier sind keine geschichteten Sedimentablagerungen zu erkennen. Möglicherweise ist seine geringere Tiefe der Grund dafür. Der Danielson-Krater ist etwa 1000 Meter tiefer als der Kalocsa-Krater und könnte damit ein tiefer liegendes Grundwasservorkommen erreicht haben, was zur Sedimentverfestigung geführt haben könnte.

Ebenfalls auffallend ist die mächtige Lavadecke im unteren Bildteil (östlich der beiden Krater) und eine Geländestufe, die den Übergang in ein tiefer liegendes Terrain im Bildabschnitt oben links (Südwesten) markiert. Hier ragt ein Teil des Auswurfmaterials des kleineren Kalocsa-Kraters wie eine Landzunge in das tiefer gelegene Gebiet. Am Rand dieses Auswurfs ist ein kleiner, etwa fünf Kilometer großer, aufgefüllter Krater zu sehen. Das legt die Vermutung nahe, dass sich die Auswurfdecke einst weiter ins Vorland erstreckte. Dort ist außerdem eine Vielzahl kleiner noppenförmiger Hügel zu erkennen, vermutlich ebenfalls Restberge eines einst weiter reichenden, höheren Oberflächenniveaus.