mars und die terrestrischen planeten - LAMPSACUS.COM

Antrag Schwerpunktprogramm ”Mars und die terrestrischen Planeten”
rückführung durch MARS SURVEYOR 2005 bestimmt werden. Dabei sollen die geophysikalischen Ergebnisse
und die Ergebnisse von Staubmessungen in der Umgebung des Mars (E. Grün, Heidelberg)
in die Interpretation einbezogen werden. Dies führt zu einem besseren Verständnis der Mineralogie
des Marsinneren, seiner chemischen und petrologischen Entwicklung sowie der Differentiation durch
Bildung von Kern, Mantel und Kruste. Unerlässlich sind hier Experimente zur Spurenelementfraktionierung
(H. Palme, Köln). Damit sollen die Gemeinsamkeiten und Unterschiede in der
chemischen Entwicklung der terrestrischen Planeten und eine Systematik ihrer Differentiationsgeschichte
erarbeitet werden (Spohn et al., Münster).
Seit Frühjahr 2000 fördert die DFG ein gemeinsames Projekt des Instituts für Planetologie, Münster
(T. Stephan [Sprecher], E. K. Jessberger), des Max-Planck-Instituts für Chemie, Mainz (K. P. Jochum,
U. Ott), des Museums für Naturkunde, Berlin (A. Greshake, D. Stöffler), der Universität zu Köln (U.
Herpers) und des Zentrums für Strahlenschutz und Radioökologie, Hannover (R. Michel). Dies Projekt
kann im Falle der Einrichtung des beantragten Schwerpunkts in diesem aufgehen. In ihm wird erstmals
eine systematische und umfassende interdisziplinäre Analyse aller Marsmeteorite durchgeführt.
Mit ihren geochemischen, strukturellen und isotopischen Besonderheiten enthalten sie Informationen
zur Alterstellung, zum Differentiationsgeschehen und zum inneren Aufbau, zur Stoßwellenmetamorphose
sowie zur Entwicklung der Atmosphäre des Mars. Das Projekt will die Art und Abfolge der
Prozesse klären, die zur Bildung, zu sekundären Veränderungen und zum Transfer der Gesteine auf
die Erde führten. Die Ergebnisse werden im Kontext der aus Fernerkundung und Altersbestimmungen
bekannten geologischen Geschichte des Mars interpretiert. Darüber hinaus werden sie Beiträge zur
Verfeinerung der Modelle des globalen stofflichen Aufbaus des Mars (Kern-Mantel-Kruste; Hydrosphäre,
Atmosphäre), seiner magmatischen Entwicklung und der primären Akkretion leisten.
Die unterschiedlichen Untersuchungen werden möglichst an identischen Proben erfolgen, was eine
enge Koordinierung der Arbeiten erfordert. Zunächst erfolgt die licht- und elektronenmikroskopische
Charakterisierung aller SNCs. Mit TOF-SIMS (Flugzeit-Sekundärionenmassenspektrometrie) werden
dann die räumlichen Verteilungen und die Gehalte der Haupt-, Neben- und Spurenelemente sowie der
organischen Verbindungen untersucht. Abschließend werden Stoßwelleneffekte, Gitterdefekte und
Hochdruckphasen mit dem TEM (Transmissionselektronenmikroskop) analysiert, die u.a. Randbedingungen
für die thermische Entwicklung der Meteorite liefern.
Mit der Funkenmassenspektrometrie werden an Gesamtgestein verlässliche Spurenelementgehalte
mit hoher Empfindlichkeit (ppb) zur besseren geochemischen Charakterisierung der SNCs ermittelt.
Weiterhin werden Radionuklide mit AMS (Beschleuniger-Massenspektrometrie) gemessen, die in Verbindung
mit den vorgesehenen Edelgasuntersuchungen Informationen über die Bestrahlungsgeschichte
und die terrestrischen Alter der SNCs liefern. Außerdem werden die isotopische Zusammensetzung
der Edelgase und des Stickstoffs sowie die Identifikation ihrer Trägerphasen Randbedingungen
sowohl für die thermische Geschichte des Mars als auch für die Entwicklung seiner Atmosphäre
liefern. Schließlich werden TOF-SIMS Untersuchungen organischer Komponenten in SNCs Rückschlüsse
auf vermutete biologische Aktivitäten auf dem Mars erlauben.
Neben der bisher einmaligen Chance, Gestein vom Mars im Labor zu untersuchen, dienen die in diesem
Projekt durchzuführenden interdisziplinären Analysen der SNCs in idealer Weise der Vorbereitung
künftiger Mars-Sample-Return-Missionen, in denen Marsgestein und Regolith zur Erde gebracht
werden. Dann wird sich die deutsche Marsforschung bei ihrer Verteilung zur Analyse in scharfer internationaler
Konkurrenz durchsetzen müssen. Forschergruppen werden dann bei der Zuteilung von
Proben sicher nur berücksichtigt, wenn sie vorher ihre Kompetenz zweifelsfrei bewiesen haben, was
u.a. durch die Untersuchung der SNCs geschehen soll. Aber auch nach dem Sample Return liegt mit
den SNCs Gestein von sehr unterschiedlichen Marsregionen vor, die nur in einer Vielzahl von Marsmissionen
und daher in absehbarer Zeit nicht zugänglich sein werden.
Zusätzlich zu Arbeiten in dem eben beschriebenen Projekt sind weiterführende Altersbestimmungen
mit den Rb-Sr- und Sm-Nd-Methoden (E. Jagoutz) sowie mit der 40 Ar- 39 Ar-Methode (M. Trieloff) erforderlich,
um die Diskrepanzen in der Deutung der bisher vorliegenden Ergebnisse zu beseitigen.
Für ein besseres Verständnis des Kernbildungsprozesses im Mars sind neue und genauere Daten
über das Verhalten der Spurenelemente bei Metall- bzw. Metall-Sulfidabtrennung notwendig. Hier soll
besondere Bedeutung auf die Abhängigkeit der entsprechenden Verteilungskoeffizienten von Druck,
Temperatur und Zusammensetzung gelegt werden, um die Bedingungen der Kernbildung im Mars
besser reproduzieren zu können (H. Palme, Köln).
Die zukünftigen Marsmissionen lassen erwarten, dass die geochemisch-mineralogische Datenbasis
erheblich erweitert wird. So sind für MARS SURVEYOR 2001 Mission neue APX Messungen (J. Brückner,
G. Dreibus, G. Lugmair, R. Rieder, Mainz) und Messungen mit einem Mössbauer Spektrometer
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