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07.05.2004
HRSC Bildserie #039 - Acheron Fossae (Orbit 0037)
    HRSC Press Release #039 - Acheron Fossae (orbit 0037)

 
 RGB Farbbild  / RGB Colour Image 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.

 
 RGB Farbbild (Detail) / RGB Colour Image (detail) #2 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".

 
 Perspektive #1 / Perspective view #1 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.

 
 Rot-Cyan Anaglyphe / Red-cyan anaglyphe 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.

 
 Rot-Cyan Anaglyphe (Detail) / Red-cyan anaglyphe (detail) #2 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.

 
 Nadiraufnahme  / Grayscale Nadir Image 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.

 
 Nadiraufnahme (Detail) / Nadir Image (detail) #2 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.


© Copyright: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Download
hochaufgelöste Bilddaten / full resolution image data

Nadiraufnahme / Grayscale Nadir Image download TIF (9.4 MB)
Nadiraufnahme (Detail) / Nadir Image (detail) #2 download TIF (7.9 MB)
RGB Farbbild / RGB Colour Image download TIF (26.7 MB)
RGB Farbbild (Detail) / RGB Colour Image (detail) #2 download TIF (23.6 MB)
Rot-Cyan Anaglyphe / Red-cyan anaglyphe download TIF (6.2 MB)
Rot-Cyan Anaglyphe (Detail) / Red-cyan anaglyphe (detail) #2 download TIF (11.9 MB)
Perspektive #1 / Perspective view #1 download TIF (13.7 MB)
 

© 2003 - 2017 Freie Universität Berlin  
07.08.2012

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