Zumindest oberflächlich betrachtet wirkt unser Nachbarplanet heute starr und inaktiv. Allerdings zeichnet sich auch deutlich ab, dass das nicht immer so war: Überreste von teils gigantischen Vulkankegeln und Gesteinsablagerungen auf seiner Oberfläche zeugen von der „heißblütigen“ Vergangenheit des Mars. Doch diese markanten Spuren des Vulkanismus sind uralt. Der Mars besitzt zwar wohl noch Glut im Inneren, doch lange ging man davon aus, dass sie sich nicht mehr äußerlich bemerkbar macht. Denn dem Planeten fehlt ein Aspekt, der im Fall der Erde für den Großteil des Vulkanismus verantwortlich ist: Durch die Verschiebungen der Erdplatten im Rahmen der Plattentektonik kommt es zu seismischer und vulkanischer Aktivität. Das Fehlen solcher Prozesse auf dem Mars führte dazu, dass er lange für einen weitgehend starren Planeten gehalten wurde, auf dem in den letzten drei Milliarden Jahren nicht mehr viel passiert ist.
Doch Untersuchungsergebnisse der letzten Jahre widersprachen dann diesem Image: Der NASA-Lander InSight, der sich seit 2018 auf dem Mars befindet, stellte deutliche seismische Aktivität im Untergrund fest. Die Erschütterungen scheinen dabei von einem nahe gelegenen System aus Spalten namens Cerberus Fossae auszugehen. Von dort gab es auch weitere interessante Befunde: “Frühere Arbeiten unserer Forschergruppe haben dort Hinweise auf den jüngsten bekannten Vulkanausbruch auf dem Mars gefunden. Er verursachte eine kleine Eruption vulkanischer Asche möglicherweise vor nur etwa 53.000 Jahren, was in geologischer Zeitrechnung im Grunde genommen gestern ist”, sagt Jeffrey Andrews-Hanna von der University of Arizona in Tucson. Gemeinsam mit seinem Kollegen Adrien Broquet ist er in der aktuellen Studie nun der Frage nachgegangen, was hinter den jungen geologischen Aktivitäten auf dem Mars stecken könnte.
Was verursacht die Aktivität?
Auf der Erde sind neben der Plattentektonik auch sogenannte Mantelplumes als Ursache für Vulkanismus und Erdbeben bekannt. “Da wir wissen, dass es auf dem Mars keine Plattentektonik gibt, haben wir untersucht, ob die Aktivität, die wir in der Region Cerberus Fossae sehen, das Ergebnis eines Mantelplumes sein könnte”, sagt Broquet. Wie die Wissenschaftler erklären, kann man sich dieses geologische Phänomen vorstellen wie die warmen Gebilde, die in einer Lavalampe aufsteigen. Mantelplumes sind große Blasen aus heißem Gesteinsmaterial, die durch ihre geringere Dichte aus dem Inneren eines Planeten aufsteigen und sich durch seinen Mantel drücken. Dabei können sie die Kruste anheben und damit Erdbeben, Verwerfungen und Vulkanausbrüche verursachen. Auf der Erde ist beispielsweise die Inselkette von Hawaii entstanden, als die Pazifische Platte langsam über einen Mantelplume driftete. “Es ist bekannt, dass Mantelplumes auf der Erde und der Venus aktiv sind”, so Andrews-Hanna. Ob dies auch noch auf dem vermeintlich kalten Mars möglich ist, haben er und sein Kollege nun systematisch ausgelotet. Sie analysierten dazu Informationen zur Topografie, Schwerkraftanomalien und zur Geologie der Region Elysium Planitia und entwickelten geophysikalische Modelle.
