Die aktuellen Bilder der vom DLR betriebenen hochauflösenden Stereokamera (HRSC) an Bord der ESA-Raumsonde Mars Express zeigen den Krater Becquerel, in dem sich ein fast 1000 Meter hoher Berg aus schwefelhaltigen Sedimentschichten befindet. Er zeugt von der bewegten Klimageschichte des Roten Planeten. Der Krater hat einen Durchmesser von 167 Kilometern, ist fast 4000 Meter tief und liegt in der Region Arabia Terra, die den Übergang vom Marshochland zum nördlichen Tiefland markiert.

In den letzten Jahren überflog Mars Express mehrmals diese Region. Vier dieser Überflugsaufnahmen der HRSC-Kamera wurden zu einem Bildmosaik zusammengesetzt, das Details von bis zu 17 Meter Größe erkennen lässt (Bild 2).

Benannt wurde der Krater nach dem französischen Physiker Antoine Henry Becquerel (1852-1908), der 1903 gemeinsam mit dem Ehepaar Marie und Pierre Curie für die Entdeckung der Radioaktivität mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurde und nach dem die physikalische Einheit für die radioaktive Aktivität benannt ist.

Auf dem Boden des Becquerel-Kraters befinden sich ungewöhnliche Sedimentstrukturen. Hierbei handelt es sich um geschichtete, helle Ablagerungen. Ganz ähnliche Ablagerungen gibt es auch im Krater Gale, in dem der NASA-Rover Curiosity am 6. August 2012 gelandet ist. Untersuchungen haben ergeben, dass die hellen Ablagerungen in dieser Region aus sulfathaltigen Gesteinen bestehen, die zum Teil wasserhaltig sind. Sulfate sind Salze der Schwefelsäure wie zum Beispiel Gips und entstehen auf der Erde bei der Verdunstung von Wasser. Im Krater Becquerel bilden diese Sedimentstapel einen fast 1000 Meter hohen Berg mit sanft geneigten Hängen und einer flachen Kuppe.

Auf der Suche nach dem Prozess, der die Sulfatablagerungen erzeugt

Die in der Region Arabia Terra relativ häufig anzutreffenden Sulfate lassen vermuten, dass ein großräumig agierender Prozess für ihre Entstehung verantwortlich ist. Es wird angenommen, dass sich diese Sedimente durch ein Zusammenspiel von austretendem Grundwasser in tief liegenden Gebieten (zum Beispiel in Einschlagskratern) und von Wind transportiertem Staub, möglicherweise in Kombination mit Ascheablagerungen, gebildet haben. Die Schichtenabfolge wird dabei auf jahreszeitliche Klimaschwankungen oder Änderungen des Klimas des Mars über größere Zeiträume durch die periodische Schwankung der Rotationsachse des Planeten zurückgeführt. Diese und andere Theorien werden in der Fachwelt intensiv debattiert, da für eine abschließende Antwort noch immer stichhaltige Argumente und Informationen vom Boden fehlen. Hier könnte auch der Rover Curiosity durch seine Untersuchung des Gale-Kraters wichtige Erkenntnisse liefern.

Der Wind erodiert die Sedimente im Laufe der Zeit

Auf den Bildern 1, 3 und 4 sieht man sehr deutlich die Schichtung innerhalb des hellen Sedimentbergs. Vermutlich war einst der gesamte Kraterboden von diesen Sedimenten bedeckt. Sulfathaltige Gesteine sind relativ anfällig für Verwitterung, so dass im Laufe von möglicherweise mehr als drei Milliarden Jahren ein Großteil der geschichteten Sedimentlagen durch die Kraft des Windes abgetragen wurde und ein abgeschliffener und abgerundeter Berg zurückblieb.

Die dunklen Flächen in den Bildern sind Oberflächen, die von einer Schicht aus basaltischen Sanden bedeckt sind. Diese Sande haben wahrscheinlich ihren Ursprung in vulkanischer Asche und bilden auf dem Mars vielerorts imposante Dünenfelder.

Bildverarbeitung und das HRSC-Experiment der Mars Express-Mission

Die Farbdraufsicht (Bild 2) wurde aus dem senkrecht auf die Marsoberfläche gerichteten Nadirkanal und den Farbkanälen der HRSC erstellt; die perspektivischen Schrägansichten (Bilder 1 und 3) wurden aus den Stereokanälen der HRSC berechnet. Das Anaglyphenbild (Bild 4), das bei Betrachtung mit einer Rot-Blau- oder Rot-Grün-Brille einen dreidimensionalen Eindruck der Landschaft vermittelt, wurde aus dem Nadirkanal und einem Stereokanal abgeleitet. Die in Regenbogenfarben kodierte Aufsicht (Bild 5) beruht auf einem digitalen Geländemodell der Region, von dem sich die Topographie der Landschaft ableiten lässt.

Die High Resolution Stereo Kamera wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt und in Kooperation mit industriellen Partnern gebaut (EADS Astrium, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena-Optronik GmbH). Das Wissenschaftsteam unter Leitung des Principal Investigator (PI) Prof. Dr. Ralf Jaumann besteht aus 40 Co-Investigatoren, die aus 33 Institutionen und zehn Nationen stammen. Die Kamera wird vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof betrieben. Die hier gezeigten Darstellungen wurden vom Institut für Geologische Wissenschaften der FU Berlin in Zusammenarbeit mit dem DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin erstellt. 

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Senkrechte Draufsicht auf den Krater Becquerel

Windfahnen, Winderosion und Windablagerungen am Krater Becquerel