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07.05.2004
HRSC Bildserie #039 - Acheron Fossae (Orbit 0037)
HRSC Press Release #039 - Acheron Fossae (orbit 0037)
Die hochauflösende Stereokamera HRSC (High Resolution Stereo Camera) fotografierte die Spuren von starken tektonischen Spannungen in der Kruste des Roten Planeten. Die europäische Raumsonde Mars Express überflog während der nun zu Ende gehenden Testphase der Mission zweimal die so genannten Acheron Fossae. Dieses Gebiet ist von tiefen Gräben durchzogen, was von einer intensiven "Zerscherung" der Oberfläche in der geologischen Vergangenheit des Mars zeugt.
Mars Express has documented traces of enormous stress and
corresponding signs of strain in the crust of the Red Planet.
The High Resolution Stereo Camera (HRSC) onboard ESA's spacecraft
orbiting Mars has imaged the Acheron Fossae region, an area of
intensive tectonic activity in the past. Twice, on 21 January in
orbit 37, and again on 24 February 2004 in orbit 143, the camera
system was pointed at this interesting geological feature of the
Acheron Fosssae mountain range situated approx. at 35º-40º
northern latitude and 220º-230º eastern longitude, and about
1000 km north of the complex of the large volcano Olympus Mons.
The images in colour, high resolution and 3-D show spectacular,
curvilinear faults that have been opened up to 1 700 meter deep
depressions by faulting in the Acheron mountain ranges.
Die Acheron Fossae, "die Gräben des Acheron", befinden sich etwa
tausend Kilometer nördlich von Olympus Mons, dem größten Vulkan auf dem Mars.
Zwischen etwa 35 und 40 Grad nördlicher Breite und 220 bis 230 Grad östlicher
Länge bildet hier ein mehrere Kilometer hohes, wie eine umgekehrt liegende
Mondsichel geformtes Gebirgsmassiv die nördliche Grenze des Marshochlandes.
Das kleine Gebirge befindet sich am Nordrand des Tharsis-Plateaus und ist
Bestandteil eines sternförmig orientierten Netzes von Dehnungsstrukturen, deren
Mittelpunkt sich im Zentrum der Tharsis-Aufwölbung befindet.
Vermutlich wurde die Tharsis-Erhebung durch heißes, aus dem Marsmantel
emporsteigendes Material nach oben gestemmt. Die größten Vulkane des Mars finden
sich in dieser Region. Als die Spannungen in der starren Gesteinskruste auf der
Lithosphäre, einer elastischen Zone zwischen Kruste und Mantel, zu groß wurden,
bildeten sich die hier gezeigten "Sprünge" entlang von so genannten Schwächezonen.
Die Aufnahmen in Farbe, hoher Auflösung und in "3D" lassen eine stark zergliederte
"Berg-und-Tal"-Landschaft erkennen. Das Gebiet ist ein klassisches Beispiel für eine
tektonische Struktur, die in der Geologie als "Horst und Graben"-System bezeichnet wird:
Durch die Dehnung der Kruste rutschen große Blöcke entlang von Abschiebungsflächen
ab und bilden Gräben zwischen den stehen gebliebenen Bergrücken, den "Horsten".
Derartige tektonische Muster sind auch auf der Erde bekannt und finden sich meist entlang
der Bruchlinie zweier auseinanderdriftender Kontinente und werden dann als "Riftzone"
bezeichnet. Ein aktuelles Beispiel ist das Kenia-Rift in Ostafrika. In geologischer Vorzeit
bildete sich auch der Oberrheingraben zwischen Basel und Karlsruhe auf diese Weise. Die
Möglichkeit, mit der HRSC eine Landschaft gleichzeitig in hoher Auflösung und dreidimensional
zu betrachten, versetzt die Wissenschaftler nun in die Lage, das Gebiet genauer "unter die Lupe"
zu nehmen, um detaillierte Aussagen über die geologischen Prozesse zu treffen, die bei der
Bildung der Acheron Fossae eine Rolle gespielt haben.
Der flache Talgrund der Gräben ist von einem auffällig glatten Material bedeckt, das zudem an
einigen Stellen deutlich dunkler als die Umgebung ist. Geschwungene Formen bzw. Fließstrukturen
sind ein Hinweis darauf, dass sich eine zähflüssige Masse von den Hängen herab in die Täler
bewegt hat. Noch ist nicht bekannt, ob Vulkanismus hier eine Rolle gespielt haben mag, oder
ob sich Wasser und Eis durchmischt von Gestein über den Boden herabgeschoben hat. Der Blick
durch eine Rot-Blau- oder Rot-Grün-Brille auf die Anaglyphenbilder zeigt die unterschiedlichen
Höhenniveaus, von denen Material in tiefer gelegene Gebiete verfrachtet wurde.
Die Bilder, die von einem 55 Kilometer großen Einschlagkrater dominiert werden,
wurden etwa 250 Kilometer weiter westlich als erste Szene aufgenommen. Hier hat der Prozess
der Riftbildung die Milliarden Jahre alte Impaktstruktur, d.h den Einschlagkrater regelrecht
zerteilt, so dass sich drei deutlich zu erkennende parallel verlaufende Horst-und-Graben-Einheiten
bildeten. Intensive Erosionsprozesse verschütteten die Gräben im Innern des Kraters später
wieder mit Material von den zwei Kilometer hohen Kraterrändern und von außerhalb des Kraters.
Es sammelte sich auf dem flachen, kaum strukturierten Kraterboden.
Aus praktischen Gründen wurde für die Darstellung im Internet die Auflösung der Bilder reduziert.
Die Originalauflösung der HRSC-Bilddaten beträgt für die erste Szene aus Orbit 37,
der in 765 Kilomteter Höhe über die Acheron Fossae führte, 30 Meter pro Bildpunkt. Für die Kraterszene
wurden Aufnahmen in einer Auflösung von 50 Meter pro Bildpunkt verwendet, die aus einer
Höhe von 1.240 Kilometer aufgenommen wurden. Die Farb- und Schwarzweißbilder zeigen die Landschaft in
direktem, senkrechtem Blick auf die Oberfläche, Norden ist hier oben. Die Anaglyphenbilder wurden zur
optimalen Darstellung (bessere Wirkung des 3D-Effektes) um 90 Grad im Uhrzeigersinn gedreht, Norden
ist hier deshalb rechts im Bild.
Acheron Fossae marks the northern edge of the Tharsis plateau.
It is part of a radial network of extensional fractures that have
their focus in the Tharsis „bulge”, a huge area of regional
uplift where intensive volcanic activity occurred. The faults
have their origin in the process of the uplift: the „cracks” in
the crust form when the forces of rising hot material deep in the
Mars mantle push the overlying elastic lithosphere upward. When
the distorting tensions become too strong, the rather brittle
crust on top of the lithosphere breaks along zones of weakness.
The scene in orbit 37, dominated by the curvilinear
features, shows a highly fractured, faulted and deformed area in
the central part of the Acheron Fossae. What can be seen is
described in geological terminology as a ”horst and graben”
system: When several parallel faults form, the block of crust
between them drops down, forming a graben. At Acheron, an almost classical
example of parallel fault-bounded grabens is displayed, dissected
by remnants of the pre-existing topographic heights, the
”horsts”. The Acheron Fossae region can be compared to rift zones
on Earth, where continental plates spread apart, as is known from
the Kenya Rift in eastern Africa. The 3D-capability of the HRSC
instrument puts geoscientists in the position to investigate in
great detail the extensional tectonic structures on Mars that
might be analogues to terrestrial continental rifts.
From the rim of a horst in Acheron Fossae to the bottom of the
graben, the digital elevation data from the HRSC reveal height
differences of more than 1 700 meters. The large graben above
the image centre is about 15 kilometers wide. The floor is
covered by smooth material that in some places is rather dark.
Lobate features are indicative of an emplacement by viscous flow.
The view through red-blue, or red-green glasses on the anaglyph
images shows the different topographic levels from which material
has been removed and then flowed to lower levels of terrain.
The images, with the large, 55 km crater, has been taken
approximately 250 km west of the scene
described above and shows how the rifting dissected the older
impact structure with at least three alternating horsts and
grabens. Erosional processes later transported material from the
outside into the crater and resurfaced the floor of the impact
structure again, erasing the tectonic features inside the crater.
The depth of the crater from rim to bottom is 2 000 meters.
For practical use on the internet, the images have been reduced
in their resolution - the data originally obtained in orbit from
an altitude of 765 kilometers (orbit 37) and 1 240 kilometers
(orbit 143) have a resolution of 30 meters per pixel, and 50
meters per pixel, respectively. The colour and black and white
images show the view looking straight down from the spacecraft;
north is up. For better viewing, the anaglyph images showing the
identical scene in 3D are turned 90 degrees clockwise, so north
is to the right. The perspective view shows the region,
including some adjacent areas to the south without vertical
exaggeration.
Das Kameraexperiment HRSC auf der Mission Mars Express der
Europäischen Weltraumorganisation ESA wird vom Principal Investigator Prof. Dr.
Gerhard Neukum (Freie Universität Berlin), der auch die technische Konzeption der
hochauflösenden Stereokamera entworfen hatte, geleitet. Das
Wissenschaftsteam besteht aus 40 Co-Investigatoren aus 33 Institutionen und zehn
Nationen. Die Kamera wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) unter der
Leitung des Principal Investigators (PI) G. Neukum entwickelt und in Kooperation mit
industriellen Partnern gebaut (EADS Astrium, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena
-Optronik GmbH). Sie wird vom DLR -Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof
betrieben. Die systematische Prozessierung der Daten erfolgt am DLR. Die Darstellungen
wurden vom Institut für Geologische Wissenschaften der FU Berlin in Zusammenarbeit
mit dem DLR-Institut für Planetenforschung erstellt.
The High Resolution Stereo Camera (HRSC) experiment on the ESA Mars Express Mission is led by the
Principal Investigator (PI) Prof. Dr. Gerhard Neukum who also designed the camera technically. The
science team of the experiment consists of 40 Co-Investigators from 33 institutions and 10 nations.
The camera was developed at the German
Aerospace Center (DLR) under
the leadership of the PI G. Neukum and built in cooperation with industrial partners (EADS
Astrium, Lewicki Microelectronic GmbH and Jena-Optronik GmbH). The experiment on Mars Express
is operated by the DLR Institute of Planetary Research, through ESA/ESOC. The systematic
processing of the HRSC image data is carried out at DLR. The scenes shown here were created
by the PI-group at the Institute for Geological Sciences of the Freie Universitaet Berlin in
cooperation with the German Aerospace Center (DLR), Institute of Planetary Research, Berlin.
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© Copyright: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)
hochaufgelöste Bilddaten / full resolution image data
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