Computersimulation Gigantischer Crash formte den Mars

Der Verdacht besteht schon lange, jetzt halten Forscher ihn für bewiesen: Der Einschlag eines gewaltigen Asteroiden hat dem Mars sein heutiges Gesicht gegeben. Es war einer der größten Crashs in der Geschichte des Sonnensystems.


Sollten die Wissenschaftler Recht behalten, wäre es die mit Abstand größte Einschlagspur eines Asteroiden in unserem Sonnensystem: Das Borealis-Becken, das große Teile der Nordhalbkugel des Roten Planeten bedeckt. Es verleiht dem Mars seine charakteristische Oberflächenstruktur: den scharfen Unterschied zwischen dem glatten Tiefland der nördlichen und dem bergig-zerklüfteten Antlitz der südlichen Hemisphäre.

Seit Jahrzehnten rätseln Astronomen darüber, wie der Mars zu diesem merkwürdigen Aussehen gekommen ist. Der Einschlag eines gewaltigen Asteroiden war eine der Theorien - und drei Forschergruppen glauben nun, dieses seit 1984 diskutierte Szenario mit Hilfe von Computersimulationen bewiesen zu haben. Damit sei eines der größten Rätsel in der Geschichte der Marsforschung gelöst, schreiben die Teams im britischen Fachblatt "Nature" (Bd. 453, S. 1212, 1216 und 1220).

So groß wie Europa, Asien und Australien zusammen

Das Borealis-Becken dehnt sich über rund 40 Prozent der Mars-Oberfläche aus und ist so groß wie die irdischen Kontinente Europa, Asien und Australien zusammen. Es gehört zu den flachsten Regionen im Sonnensystem. Manche Forscher nehmen an, dass es früher einen Ozean enthielt. Die Südhalbkugel des Roten Planeten ist dagegen stark zerklüftet und liegt vier bis acht Kilometer höher als das Becken.

Seit die "Viking"-Sonden in den späten siebziger Jahren Bilder vom unterschiedlichen Charakter der Mars-Halbkugeln zur Erde funkten, haben sich Astronomen gefragt, ob die unterschiedlichen Oberflächen durch interne geologische Prozesse oder durch einen Asteroideneinschlag entstanden sind. Rund 20 Jahre später haben Bilder des US-Satelliten "Mars Global Surveyor" gezeigt, dass die Kruste des Mars im Süden wesentlich dicker ist als im Norden. Auch wurden im Süden, anders als im Norden, magnetische Anomalien beobachtet.

Den neuen Modellrechnungen zufolge kann ein Einschlag die Struktur der Mars-Oberfläche am besten erklären. "Es ist eine sehr alte Idee", sagte Francis Nimmo von der University of California in Santa Cruz, Leiter einer der Forscherteams. "Aber bisher hat niemand die numerischen Berechnungen durchgeführt, die zeigen, was beim Einschlag eines großen Asteroiden auf dem Mars geschehen würde."

Der Planet wurde den Simulationen zufolge vor etwa 3,9 Milliarden Jahren in einem Winkel von 45 Grad von einem rund 2000 Kilometer großen Objekt getroffen. Der Riesenbrocken wäre damit größer als der Pluto, wie das Team um Jeffrey Andrews-Hanna vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) schreibt. Die Gruppen wählten in ihren Simulationen unterschiedliche Ansätze - doch die Ergebnisse waren die gleichen. "Ein Einschlag ist der einzige Mechanismus, der diese riesigen, ellipsenförmigen Vertiefungen und die Löcher im Boden verursachen kann", sagt Andrews-Hanna.

Letzte Großkollision definiert Planeten

Der Mars-Einschlag wäre damit einer von zwei oder drei großen Kollisionen im Sonnensystem. Als weitgehend gesichert gilt, dass ein bis zu marsgroßes Objekt in der Frühzeit des Sonnensystems den Mond aus der Erde geschlagen hat. Kontrovers diskutiert wird zudem ein möglicher Treffer auf dem sonnennächsten Planeten Merkur. Beide Ereignisse waren so katastrophal, dass keinerlei Spuren mehr erhalten sind.

Erik Asphaug, Leiter des dritten Teams, glaubt, dass die Ergebnisse der Mars-Simulationen durchaus generelle Bedeutung haben. Unter bestimmten Bedingungen führten Asteroideneinschläge grundsätzlich zu sogenannten hemisphärischen Dichotomien wie auf dem Mars. Im Fall des Roten Planeten sei dazu ein Asteroid notwendig gewesen, der die Hälfte bis zu zwei Dritteln der Größe des irdischen Monds besessen habe und in einem Winkel von 30 bis 60 Grad eingeschlagen sei.

"Auf diese Weise beenden Planeten ihre Entstehung", erklärt Asphaug. "Sie kollidieren mit Himmelskörpern vergleichbarer Größe. Der letzte dieser gigantischen Crashs definiert den Planeten." Nach Nimmos Analyse rasen nach dem Einschlag Schockwellen durch den Planeten und zerreißen die Kruste auf der anderen Seite. Das könne die magnetischen Anomalien auf der Südhalbkugel des Mars erklären.

Die größten erhaltenen Einschlagbecken im Sonnensystem sind neben dem Borealis-Bassin das 2400 mal 1800 Kilometer große Hellas-Bassin auf dem Mars und das 2100 mal 1500 Kilometer große Südpol-Aitken-Becken auf dem Mond.

mbe/dpa/AFP



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