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Chemie

Eines der wichtigen Ziele der beiden Mars-Rover war, nach Zeichen von ehemaligem Wasser auf dem Mars zu suchen. Nun ist es Rover „Opportunity” gelungen, Hinweise zu finden, die darauf hindeuten, dass einst vor vielen Millionen Jahren in der Ebene Meridiani tatsächlich Wasser vorhanden war. Ob es ein See war oder Wasser, das im Untergrund durch Ritzen und Spalten floss, ist noch offen.

Das APXS hat einen sehr wichtigen Hinweis geliefert, der im Zusammenhang mit Ergebnissen von anderen Instrumenten anzeigt, dass Wasser einst am Werke war.

© Max-Planck-Institut für Chemie

Bild 1: APXS-Röntgenspektren von Marsstaub in Meridiani Planum und dem Stein „McKittrick”, der vorher angeschliffen worden war, d.h. der überall vorhandene Marsstaub war entfernt worden. Der hohe Schwefelpeak von „McKittrick” ist gut zu erkennen. Größeres Bild (77 KB)

Das APXS-Röntgenspektrum eines der Steine - genannt „McKittrick” - im Krater, in dem „Opportunity” gelandet war, zeigt nach dem Anschleifen einen stark erhöhten Schwefelgehalt, nämlich etwa das Vierfache von dem, was sonst im Marsstaub zu finden ist. Bild 1 zeigt zwei Spektren in linearem Maßstab. Hier zeigt die Höhe der Peaks ungefähr die Konzentration an. Für genaue quantitative Aussagen ist das APXS geeicht worden.

Bild 2: Gleiche Röntgenspektren wie in Bild 1, aber in logarithmischem Maßstab. Große und kleine Peaks sind jetzt gut zu sehen. © Max-Planck-Institut für Chemie Größeres Bild (84 KB)

Das gleiche Spektrum ist in Bild 2 in logaritmischen Maßstab gezeigt. Hier sieht man auch die kleinen Peaks sehr schön, kann aber nur schlecht abschätzen, um wieviel höher die Peaks in den einzelnen Spektren sind. Das Betrachten der Spektren im logarithmischen Maßstab hilft, kleine Veränderungen gut zu erkennen. In Bild 3 ist daher die Anwesenheit des Brompeaks schön zu sehen, der bei den meisten Proben nicht zu finden ist.

Bild 3: Gleiche Spektren wie in Bild 1, diesmal ist das Maximum der Energieskala erhöht worden, damit man auch den Brompeak sehen kann. © Max-Planck-Institut für Chemie Größeres Bild (92 KB)

Diese überraschend hohen Konzentrationen von Schwefel und Brom lassen zwei mögliche Erklärungen zu. Entweder war in Meridiani Planum einst ein großer See, der langsam verdunstet ist. Dabei sind verschiedene Salze ausgefallen, z.B. Sulfate und Bromide. Diese Salze und anderes Material haben sich dann verfestigt und sedimentäre Ablagerungen gebildet. Durch den Kratereinschlag sind diese Sedimente wieder freigelegt worden.

Die andere Erklärung wäre ein vulkanischer Ascheregen, dessen Poren und Spalten später von salzhaltigem Grundwasser durchflossen wurden, wobei sich Schwefel- und Brom-Verbindungen abschieden. Das ganze hat sich dann nach Absinken des Wasserspiegels verfestigt.

Die Daten des Mössbauer-Spektrometers zeigen, dass in „McKittrick” ein wasserhaltiges Mineral, der Jarosit, vorhanden ist. Dieses Mineral und die hohen Konzentrationen von Schwefel und Brom zusammen mit den optisch erkennbaren Schichtungen und den mit der Mikroskopkamera erkennbaren, nur in Salzmilieu sich bildenden Oberflächenformen lassen nur ehemalige Aktivitäten von Wasser als die wahrscheinlichste Erklärung zu.