Marsrover Curiosity

Bildbeschreibung aus dem Raumfahrer-Forum:

Da sich noch kein Geologe zu dem Foto geäußert hat, versuch ich es mal (als Nebenfach-Geologe).
Im Prinzip habt ihr mit den Vermutungen recht. Es handelt sich um Sedimente die höchstwahrscheinlich die jahreszeitliche Sedimentabfolge zeigen, d.h. jede erkennbare Schicht bildet sich innerhalb eines Jahres. In jedem Jahr wiederholen sich die Vorgänge, die unterschiedliches Material zu den verschiedenen Jahreszeiten in einem stehenden Gewässer ablagern.
Zum Beispiel wird im Frühjahr (bei der Schneeschmelze) ein Fluss in einem See oder einer Meeresbucht sehr viel Material ablagern. Durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit wird dieses Material sortiert, d.h. direkt an der Mündung setzt sich das grobere Material ab ("Sand"), während die feinen lehmigen Anteile weiter gespült werden. Die dabei an der Flussmündung gebildeten Sedimente haben einen schlechten Zusammenhalt, sie verfestigen sich erst bei höheren Drucken und unter Einfluss von Lösungsbestandteilen (gelöste Salze) über einen Zeitraum von Millionen von Jahren zu einem Sandstein, wie auf der Erde.
Nach der Eisschmelze, wenn sich der Fluss beruhigt hat, werden verstärkt auch die feinkörnigen Bestandteile der Fracht in die Ablagerungen eingebaut, d.h. die Porenräume des abgelagerten Materials werden durch feinere Anteile ausgefüllt. Dadurch werden die Kontaktflächen in dem Sediment vergrößert und die Bestandteile können sich (mechanisch und chemisch) besser verbinden.
Durch diesen jahreszeitlichen Wechsel bilden sich festere und bröckeligere Schichten, die beim Freilegen sofort durch den Wind erodiert werden, genauer gesagt durch die feinen Teilchen, die der Wind in Bodennähe mit sich führt. Die Schichten mit einem schlechteren Zusammenhalt werden zwischen den widerstandsfähigeren Sedimenten herausgearbeitet.
Das passiert ziemlich genauso auch auf der Erde.
Warum das hier auf dem phantastischen Bild so dramatisch aussieht liegt nun speziell am Mars.
1. Auf dem Mars ist die Tektonik, die für das Absinken und Aufsteigen von Bereichen der planetaren Kruste verantwortlich ist, wesentlich geringer als auf der Erde. Daher kommen die Ablagerungen oft nicht in so große Tiefen, dass sie sich stark verfestigen, bzw. sie kommen dann nicht mehr zurück an die Oberfläche (Ausnahme siehe unten).
2. Durch die geringere Gravitation ist auch die Verfestigung geringer, weil der Druck durch das auflagernde Material die Sedimentschichten nicht so stark zusammenpresst.
3. Falls auf der Erde ein derartiges Sediment mal aufgeschlossen wird, also an der Oberfläche sichtbar, wird es durch Regen, Frost und Wind in kürzester Zeit zersetzt und landet dann evtl. als Mure wieder im Wasserkreislauf.
4. Hätte der Mars einen Mond, der für Gezeiten zuständig ist, könnte man überlegen ob es sich um Gezeitenablagerungen handelt (auf der Erde gibt es Beispiele dafür). Aber so blickt man in diesem Bild buchstäblich auf Tausende Jahre Ablagerungen in einem stehenden Gewässer.
Man sieht auf diesem Bild aber noch was anderes, und das ist der eigentliche Knackpunkt. Im Hintergrund überragen dichtere und offensichtlich härtere Felsen die gesamte Szenerie. Schaut man sich die an, erkennt man, dass es sich auch um Sedimente handelt, allerdings um wesentlich ältere.
Diese alten Felsen sind wesentlich stärker verdichtet, haben einen viel groberen Aufbau und unterscheiden sich völlig von den jüngeren Sedimenten im Vordergrund. Trotzdem sind offensichtlich beide Ablagerungen direkt dort entstanden (also nicht durch einen großen Einschlag dorthin befördert worden).
Es handelt sich offensichtlich um Sedimente, die durch eine hohe Auflast gut verfestigt wurden, d.h. sie waren wohl mal einige km tief begraben und anschließend über Erosionsprozesse im Laufe von hunderten Jahrmillionen wieder freigelegt worden. Dann hat sich dort ein See gebildet, in dem wiederum die jüngeren Sedimente entstanden. Wir schauen also auf ein steiles felsiges Ufer mit deutlich jüngeren Sedimenten.
Diese Stelle ist also ein weiterer Beleg dafür, dass auf dem Mars auch in einer jüngeren Vergangenheit noch ein Klima herrschte, in dem große Wasserflächen über tausende von Jahren existierten. Aber wie lange das nun genau her ist, keine Ahnung, dafür braucht man halt Spezialisten.
edit: Es gibt natürlich weitere Möglichkeiten, wodurch sich diese Wechsellagerung bildet, bspw. durch einen zweiten Fluss, der zusätzlich zu den permanenten Ablagerungen regelmäßig jedes Jahr zu einer bestimmten Jahreszeit feines Material in den See spült und den Rest des Jahres dann wieder austrocknet, oder, oder,...
Im Prinzip bleibt es aber bei den oben geschilderten Vorgängen.

Marsrover 'Curiosity'