Dieser Earthcache gehört zur Earthcache-Serie Planetengeologie auf der Erde. Viele geologische Phänomene, unter anderem Vulkane, Gletscher, durch fließendes Wasser geschaffene Strukturen, Berge, Sedimente usw., kommen sowohl auf der Erde als auch auf dem Mars vor und zeigen ganz ähnliche Erscheinungsbilder. Die verschiedenen Mars-Rover, wie zum Beispiel Curiosity und Perseverance liefern dazu auch immer wieder spektakuläre Bilder. Bei diesem Earthcache geht es um Gesteinsarten, welche in ganz ähnlicher Form in den Gesteinskrusten beider Planeten vorkommen. Im Findlingsgarten "Spur der Steine" gibt es einige sehr schöne Beispiele dafür.
Der Findlingsgarten befindet sich im Forstbotanischen Garten Eberswalde. Dieser ist ganzjährig täglich von 09.00 Uhr bis zur Dämmerung geöffnet. Der Eintritt ist frei.
Kontinentale und ozeanische Krusten
Bislang galt unsere Erde als Sonderfall unter den Planeten unseres Sonnensystems, denn nicht überall ist die Erdkruste gleich aufgebaut. Die Landmassen der Erde bestehen aus kontinentaler, der Meeresboden aus ozeanischer Kruste. Als einziger Planet besitzt sie damit zwei verschiedene Sorten von Kruste- so war jedenfalls die bisherige Annahme. Einerseits gibt es eine dünne, aber dichte ozeanische Kruste, die überwiegend aus basaltähnlichem Gabbro besteht und entlang der mittelozeanischen Rücken gebildet wird. Gesteinskrusten ähnlicher Zusammensetzung hat man auch auf anderen Planeten gefunden. Die Marsoberfläche besteht ebenfalls vorwiegend aus solchen basaltischen Gesteinen. Als zweites gibt es die kontinentale Kruste, aus welcher die Landmassen bestehen.
Einer der Unterschiede ist, dass die kontinentale Kruste neben Sauerstoff vor allem Silizium und Aluminium enthält. Die ozeanische Kruste hat dagegen auch einen hohen Anteil an Magnesium. Die kontinentale Kruste ist zwar leichter, aber dafür dicker als die ozeanische Kruste: Im Durchschnitt reicht sie 40 Kilometer, unter Gebirgen sogar bis zu 80 Kilometer in die Tiefe.
Gabbro- Hauptbestandteil der ozeanischen Erdkruste und Marsgestein
Gabbro ist ein magmatisches hartes, kompaktes, grobkörniges Gestein. Es ist plutonischen Ursprungs, also tief im Erdinneren entstanden.Die grauschwarze, gelegentlich auch blaugrüne Farbe rührt von dem hohen Anteil dunkelfarbiger Minerale wie etwa Pyroxen und Olivin her, aus denen es sich hauptsächlich zusammensetzt. Der helle Anteil besteht hauptsächlich aus Plagioklas-Feldspäten, Quarz fehlt.
Gabbro findet sich vor allem in der ozeanischen Erdkruste, seltener auch in der kontinentalen. Er bildet sich durch das langsame Abkühlen basaltischen Magmas in meist mehr als fünf Kilometern Tiefe. In der Magma enthaltene kleine Gasblasen können nach dem Erstarren kleine runde oder ovale Löcher im Gestein hinterlassen.
Doch nicht nur auf der Erde gibt es Gabbro sehr häufig, auch die Marskruste besteht zu großen Teilen aus diesem Gestein. Und auf dem Mond wurde es ebenfalls gefunden.
Abb. Gabbroic Shergottite Northwest Africa 6963: An intrusive sample of Mars
Diese Dünnschliffbilder zeigen einen Vergleich zwischen Gabbros von Mars, Mond und Erde und einem Basalt vom Mars:
Mars-Gabbro NWA 6963 (a), Mars-Basalt NWA 5789 (b), Mond-Gabbro MIL 05035 (c), terrestrischer Gabbro (d).
Auffallend ist: der Mars- Gabbro und der terrestrische Gabbro weisen eine ähnliche Orientierung der Mineralkörner auf. Zum Vergleich: Der NWA 5789 weist Olivin-Megakristalle in einer sehr feinkörnigen Matrix auf. (Ol = Olivin; Pyx = Pyroxen; Plag = Plagioklas)
Auffallend helle Brocken- Quarzgestein
Die kontinentale Kruste wurde, wie oben beschrieben, bisher nur auf der Erde nachgewiesen. Sie bildet den Sockel der Landmassen und entstand durch komplexe Prozesse in der Frühzeit des Planeten. Sie ist dicker, weniger dicht und enthält mehr Silizium als ihr ozeanischer Gegenpart. Doch nach neuesten Erkenntnissen, könnte auch unser kalter Nachbar Mars zumindest an einigen Stellen eine solche Kontinentalkruste besitzen.
Vielleicht ist unsere Erde ist also doch nicht der einzige Planet mit einer kontinentalen Kruste. Denn der NASA-Rover Curiosity hat bei seiner Fahrt durch den Gale Krater auf dem Mars mit Hilfe seines Laser-Spektrometers unter anderem 22 auffallend helle grobkörnige Gesteinsbrocken entdeckt und analysiert. Sie haben einen unerwartet hohen Siliziumgehalt und ähneln in ihrer Zusammensetzung dem irdischen Quarzgestein, also dem kontinentalen Krustengestein der Erde. Das könnte darauf hindeuten, dass auch der Mars zumindest an einigen Stellen einst eine typisch kontinentale Kruste besaß.
Quarz beschreibt ein weit verbreitetes Mineral. Je nach Defekten im Kristallgitterbau und chemischen Beimengungen kann Quarz in unterschiedlichen Farben erscheinen und weist immer eine weiße Strichfarbe auf. Farblose und durchsichtige Quarzkristalle sind ebenso weit verbreitet wie hellrosa, weiße, grünliche, braune, gelbe, rote und schwarze Exemplare. Abhängig von den Temperaturbedingungen während seiner Entstehung bildet Quarz unterschiedlich geformte Kristalle aus und wird von Wissenschaftlern daher auch als geologisches Thermometer bezeichnet.
Bild links: Einer der Probenbrocken vom Mars: er zeigt Feldspat vermischt mit Quarzkristallen und dunklem mafischen Gestein. © NASA/JPL-Caltech/ MSSS
Bild rechts: Gneis mit hohem Quarzitanteil im Findlingsgarten. Auch hier sind die Bestandteile Felspat, Quarz und mafische Minerale erkennbar.
Von Wasser geschliffen- Marskiesel und Konglomerate
Eine weitere Gesteinsart, welche auf beiden Planeten gefunden wurde, sind die Konglomerate.
Dabei handelt es ich um grobkörnige Sedimentgesteine, die durch die Verfestigung von Gesteinsgeröll (>2mm) entstehen. Bei der Entstehung werden die grobkörnigen Komponenten und die feinkörnige Matrix mit einem Bindemittel zu einem festen Sedimentgestein verkittet. Die Hauptkomponenten des Gesteins sind Quarz, Feldspäte und Lithoklasten.
Foto: NASA
Die Marskiesel sind denen auf der Erde bemerkenswert ähnlich und der bislang beste Beleg für die Existenz früherer Flüsse auf dem Roten Planeten. Die Steine sind 2 bis 40 Millimeter dick und bilden ein festes Konglomerat mit Sand, wie es für Flusssedimente auch auf der Erde typisch ist.
Die abgerundete Form der Kiesel zeigt, dass sie von Wasser geschliffen wurden, Wenn Steine durch Wind und Sandstürme verwitterten, würden sie rau und kantig. Die Form und Größe erlauben den Forschern sogar Rückschlüsse auf die Eigenschaften der vergangenen Marsflüsse. Um diese abgerundeten Kiesel zu formen und zu bewegen, muss es fließendes Wasser mit einer Tiefe zwischen zehn Zentimetern und einem Meter gegeben haben, das etwa einen Meter pro Sekunde schnell geflossen ist.
Heutzutage ist der Mars ein lebensfeindlicher, kalter und trockener Ort. Allerdings fanden mehrere Marsmissionen Hinweise auf die frühere Existenz von flüssigem Wasser auf dem Roten Planeten – etwa Canyons, Trockentäler und Seen. Fast alle diese Formationen könnten sich jedoch auch durch plötzliche Ereignisse erklären lassen, etwa durch das Auftauen großer Wassermengen aus dem Dauerfrostboden des Mars nach einem Meteoriteneinschlag oder Vulkanausbruch. Kieselsteine brauchen aber eine lange Zeit, bis sie rund geschliffen sind. Damit Flüsse dauerhaft existieren konnten, muss es also dort deutlich wärmer gewesen sein als heute.
Schaut euch die Steine vor Ort, welche in ähnlicher Form auch auf dem Roten Planeten vorkommen, genau an und beantwortet dann bitte vor dem Loggen folgende Fragen:
1. Vergleicht den Quarzgehalt und die Anordnung der Quarzkristalle in den verschiedenen Gneisen (19.1,19.2,19.3) Welche Unterschiede könnt ihr erkennen?
2. Beschreibt den Gabbro (Nr. 27) bezüglich Farbe und Struktur? Was meint ihr, wodurch seine auffällige Oberfläche entstanden ist?
3. Schaut euch das Digerbergs-Konglomerat (Nr. 11.2) an und beschreibt die enthaltenen Gerölle sowie die Struktur des Bindemittels. Lässt die Form der Gerölle eher auf den Schliff durch Wasser oder durch Wind und Sand schließen?
4. Um ein wenig beim Außerirdischen zu bleiben: Hier habt ihr auch die Chance "Nordlichter" zu sehen 
. Macht bitte ein Foto von euch/ eurem Maskottchen o.ä. am Stein "Aurora Borealis" (bedeutet Nordlicht, ist aber eigentlich ein Migmatit) und hängt es an euren Log an!
Schickt eine Mail mit euren Antworten an mich! Nach dem Absenden der Antworten könnt ihr gleich loggen. Falls etwas nicht in Ordnung ist, melde ich mich. Ihr braucht nicht die Logfreigabe abwarten! Ich wünsche euch viel Spaß und Erholung bei dieser geologischen Entdeckungsreise!
Quellen: Gabbroic Shergottite Northwest Africa 6963: An intrusive sample of Mars, www.scinexx.de, wikipedia, NASA, chemie.de, planet-schule.de, geowiki.geo.lmu.de