Die Region Terra Sirenum  im südlichen Marshochland wartet mit sehr unterschiedlichen Geländeformen auf. Ein Beispiel für die vielfältigen geologischen Prozesse, die dort auf kleinem Raum abgelaufen sind, ist das etwa 200 Kilometer große Atlantis-Becken mit einer wirren, zerfurchten Landschaft namens Atlantis Chaos. In einem Bildmosaik aus vier Aufnahmen der vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) betriebenen, hochauflösenden Stereokamera HRSC auf der ESA-Raumsonde Mars Express können die Spuren dieser Prozesse beobachtet werden.

Atlantis Chaos ist eine wild strukturierte Landschaft, die aus einer Ansammlung von mehreren hundert kleinen Bergspitzen und Tafelbergen mit heller Oberfläche besteht, die in einer nahezu kreisrunden Tiefebene verteilt sind. Vermutlich handelt es sich um so genannte Zeugenberge, also Überreste einer zusammenhängenden Hochfläche, die durch Erosion zum großen Teil abgetragen wurde. Ursprünglich könnte es sich dabei um Ablagerungen gehandelt haben, die der Wind in das Becken getragen hat. Später wurden diese Sedimente durch den Einfluss von Wasser verändert. Auf der Erde sind solche Sedimentdecken als Löß bekannt, in China gibt es Vorkommen, die bis zu 400 Meter mächtig sind.

Hinweise auf ein riesiges stehendes Gewässer

Das Atlantis-Becken ist vermutlich durch einen Asteroideneinschlag in der Frühzeit des Mars entstanden. Das kreisrunde Profil eines möglichen Kraterrands ist kaum noch ausgeprägt. Neben Atlantis gibt es in Terra Sirenum noch einige weitere größere Becken, die vermutlich auch auf Einschläge zurückzuführen sind. Zahlreiche Wissenschaftler vermuten, dass die zum Teil miteinander verbundenen Senken der Krater einst von einem stehenden Gewässer angefüllt waren, dem hypothetischen Eridana-See, der eine Ausdehnung von über einer Million Quadratkilometern gehabt haben könnte - eine Fläche, halb so groß wie das Mittelmeer.

Viele Fragen zur geologischen Geschichte der Region sind allerdings noch nicht endgültig beantwortet. So wird beispielsweise diskutiert, ob die möglicherweise mit Wasser gefüllten und miteinander verbundenen Kraterbecken von Terra Sirenum auch das Quellgebiet eines Flusses waren, der das markante Ma’adim Vallis in das Marshochland gegraben hat. Ma’adim Vallis - nach dem hebräischen Namen für Mars - ist ein etwa 700 Kilometer langes und wie der Grand Canyon im Westen der USA bis zu zwei Kilometer tiefes Tal, das sich nordwestlich des hier vorgestellten Gebietes anschließt. Es mündet in den Krater Gusev, in dem der Mars Exploration Rover Spirit der amerikanischen Weltraumbehörde NASA von 2004 bis 2011 seine Forschungsfahrt absolvierte.

3,8 Milliarden Jahre alte Tonminerale

Die dargestellte Landschaft hat eine Ausdehnung von etwa 600 Kilometern in Nord-Süd-Richtung und 250 Kilometern in Ost-West-Richtung, was etwa der doppelten Größe Österreichs entspricht. Das Atlantis-Becken ist durch eine Art Kanal mit einem weiter südlich gelegenen (links in den Bildern 1, 4 und 5), kleineren Becken von 175 Kilometern Durchmesser verbunden. Auch in dieser runden Senke sind einige Bergreste in chaotischer Anordnung zu sehen. Sie sind wie die Bergstotzen im benachbarten Atlantis-Becken ebenfalls mit einem hellen Material bedeckt.

Mit Spektrometern auf Mars Express und anderen Raumsonden in der Mars-Umlaufbahn wurde herausgefunden, dass es sich bei diesen hellen Ablagerungen um Schichtsilikate handelt, wie sie auch in Tonen auf der Erde vorkommen. Weil in ihrem Kristallgerüst Raum für Wassermoleküle ist, deuten solche Minerale auf die Wirkung von Wasser in diesem Gebiet hin. Vermutlich wurden die vom Wind abgelagerten Löß-Sedimente durch die Einwirkung von Wasser verändert. Ihre stratigraphische Position ist dieselbe wie die von Tonmineralen in anderen Teilbecken des hypothetischen Eridana-Sees, ihr Alter wird auf 3,8 Milliarden Jahre geschätzt.

Ein weiterer Hinweis auf die Existenz von Wasser sind Rinnen, die sich in die Abhänge der Senken gegraben haben. Durch diese Rinnen könnten zusätzliche Sedimente ins Innere der Kraterbecken geschwemmt worden sein. Die Bergrücken, von denen die beiden Becken im Osten begrenzt sind (am unteren Rand der Bilder 1, 4 und 5), lassen eine markante, von Norden nach Süden verlaufende Schichtung von Gesteinen erkennen. Auffallend ist auch eine große Störungszone im Süden dieser Bilder, die sich durch einen Einschlagskrater hindurchzieht. Auch im Rand dieses jüngeren, noch relativ gut erhaltenen Kraters sind Schichten von Gesteinsablagerungen zu sehen, sowie Hangrutschungen und an einer Stelle sehr markant ausgeprägte Rinnen.

.

Geschichtete Ablagerungen im Süden des Atlantis-Beckens

.

Übersicht der Region Terra Sirenum im Marshochland

.

3D-Ansicht der Region Atlantis Chaos

.

Topographische Bildkarte des Atlantis-Beckens

.

Quelle: DLR