Risse auf der Oberfläche von Erde und Mars könnten Geheimnisse über die Bewohnbarkeit anderer Planeten enthüllen
Die Brüche auf den Oberflächen von Erde, Mars und Europa folgen aufschlussreichen geometrischen Mustern; ihre Untersuchung könnte Hinweise auf die geologische Geschichte und das frühere Vorhandensein von Wasser liefern.
Die Oberflächen von Gesteinsplaneten und Monden sind durch ein kompliziertes Netz von Rissen und Brüchen gekennzeichnet, die mit bloßem Auge zufällig erscheinen mögen. Jüngste Studien haben jedoch gezeigt, dass diese Strukturen vorhersehbaren und universellen Mustern folgen.
Diese Bruchnetze, die von winzigen Rissen im Schlamm bis hin zu tektonischen Verwerfungen in fester Kruste reichen, können wichtige Einblicke in die geologische Entwicklung einer Welt bieten. Kürzlich wurde entdeckt, dass sie unabhängig von dem betreffenden Material oder Planeten in bestimmten geometrischen Formen organisiert sind.
Dies deutet darauf hin, dass ihrer Entstehung Prinzipien zugrunde liegen, die mit Spannung, Temperatur und dem Vorhandensein von Flüssigkeiten zusammenhängen. Auf dem Mars beispielsweise deuten Bruchmuster im Boden auf uralte Zyklen des Gefrierens und Auftauens hin, was auf die frühere Anwesenheit von flüssigem Wasser hindeutet.
Diese Entdeckung öffnet ein neues Fenster für die Erforschung von Planeten. Wenn wir die Sprache der Risse auf verschiedenen Welten entschlüsseln können, könnten wir ihre geologische Geschichte rekonstruieren, ohne dass direkte Bohrungen oder Erkundungen erforderlich sind. Die Geometrie dieser Risse könnte uns verraten, wo wir nach Wasser oder sogar mikroskopischem Leben suchen müssen.
Von der Erde zum Mars: Brüche in der Geschichte
Auf der Erde treten Risse im Boden in einer Vielzahl von Umgebungen auf, von Wüsten bis zum Meeresboden. In jedem Fall hängen ihre Form und Anordnung von den spezifischen Bedingungen ihrer Umgebung ab. Dieses Prinzip gilt auch für andere Planeten, wo Brüche als geologische Archive dienen können, in denen die Umweltgeschichte aufgezeichnet ist.
Die Bruchmuster auf dem Mars beispielsweise deuten auf Gefrier- und Auftauzyklen hin. Diese polygonalen Risse, die denen ähneln, die in kalten Regionen auf der Erde zu finden sind, untermauern die Hypothese, dass in der Vergangenheit Wasser vorhanden war. Dies ist eine wichtige Entdeckung für die astrobiologische Erforschung, da Wasser eine wichtige Voraussetzung für Leben ist.
Auf Jupiters Eismond Europa zeigen Risse in der Eisoberfläche einen anderen Prozess. Beobachtungen deuten darauf hin, dass das Eis ähnlich wie die tektonischen Platten der Erde Risse bekommt und sich verschiebt. Dies könnte ein Hinweis auf einen riesigen unterirdischen Ozean sein, einen der potenziell besten Orte für Leben im Sonnensystem.
Die Rissmuster auf verschiedenen Himmelskörpern sind also Fingerabdrücke ihrer klimatischen und geologischen Geschichte. Wenn wir lernen, sie richtig zu interpretieren, können wir die Ereignisse, die diese Welten geformt haben, rekonstruieren und ihr Potenzial für Leben besser verstehen.
Versteckte Codes entschlüsseln
Zur Analyse dieser Risse wurden mathematische Modelle entwickelt, die erklären, wie Rissnetzwerke entstehen und sich entwickeln. In einer neueren Studie wurde vorgeschlagen, dass alle Planetenoberflächen Risse in Form von Mosaikmustern entwickeln, bei denen die Risse in bestimmten geometrischen Formen, wie Sechsecken und Fünfecken, angeordnet sind.
Das mathematische Modell teilt die Risse in drei Haupttypen ein, je nachdem, wie sie sich ausbreiten und ob sie durch das Vorhandensein von Flüssigkeiten beeinflusst wurden. Auf der Erde folgen die Risse im getrockneten Schlamm und die tektonischen Verwerfungen ähnlichen Mustern wie auf dem Mars und auf Europa . Dies unterstreicht die Vorstellung, dass auf verschiedenen Welten dieselben physikalischen Gesetze gelten können.
Einer der aufregendsten Aspekte dieser Forschung ist, dass sie es uns ermöglichen könnte, vorherzusagen, wo es auf anderen Planeten Wasser gegeben haben könnte, ohne dass wir Sonden schicken müssen, um in deren Oberfläche zu bohren. Wenn sich die Risse auf eine bestimmte Art und Weise bilden, könnte dies darauf hindeuten, dass das darunter liegende Material irgendwann mit Wasser in Kontakt war.
In Zukunft könnten diese Erkenntnisse Missionen zu bestimmten Gebieten des Mars oder zu den Eismonden des Sonnensystems leiten und dabei helfen, die Orte zu ermitteln, die am ehesten Anzeichen für früheres oder sogar heutiges Leben beherbergen.
Risse und Leben im Kosmos
Die Untersuchung von Rissen auf Planeten und Monden ist nicht nur eine geologische Kuriosität, sondern auch ein leistungsfähiges Instrument für die Erforschung des Weltraums. Da die Raumfahrtbehörden zukünftige Missionen zum Mars, nach Europa und darüber hinaus planen, könnte das Verständnis dieser Rissmuster der Schlüssel zur Entdeckung neuer bewohnbarer Welten sein.
Jüngste Entdeckungen haben gezeigt, dass Wasser eine Schlüsselrolle bei der Bildung bestimmter Arten von Rissen spielt. Das bedeutet, dass wir durch die Analyse der Geometrie dieser Risse die Stellen ausfindig machen können, an denen in der Vergangenheit Wasser geflossen ist oder an denen es heute vorhanden sein könnte.
Wenn Regionen mit Brüchen, die auf das Vorhandensein von unterirdischem Eis hindeuten, identifiziert werden können, könnte dies die Gewinnung von Wasser für Astronauten in zukünftigen Marskolonien erleichtern. Daher ist die Untersuchung dieser Strukturen nicht nur eine theoretische Übung, sondern ein potenziell wichtiges Instrument für künftige Weltraummissionen.
Letztendlich könnte das Verständnis, wie sich planetarische Risse bilden und entwickeln, ein wichtiger Schritt zur Lösung des großen Geheimnisses des Lebens sein: Sind wir allein im Universum? Sie sind mehr als nur Risse auf der Oberfläche und könnten uns Hinweise auf bewohnbare Welten jenseits der Erde liefern.
Quellenhinweis:
Decoding planetary surfaces by counting cracks . S. Silver, K. Regős, DJ Jerolmack, and G. Domokos, March 4, 2025 https://doi.org/10.1073/pnas.2411738122