Search

The stratigraphy preserved within Aeolis Mons (Mount Sharp) in Gale crater (Mars) shows a major transition from mudstone-rich strata (with subordinate sandstones) recording deposition in lacustrine to fluvial settings into a major sulphate-bearing unit (the Layered Sulphate-bearing unit (LSu)) [1, 2]. This transition is interpreted to represent a major environmental change from wetter conditions toward a more arid palaeoclimate on early Mars. A stratigraphic section over this transition constructed along Curiosity’s traverse shows a vertical change from mudstones with interstratified sandstones of the Glasgow and Mercou members of the Carolyn Shoemaker formation into strata of the Pontours member which have a strong diagenetic overprint, and thence into large-scale cross-stratified sandstones of the Mirador formation that are interpreted to be the deposits of large, migrating aeolian dunes. The lower section of the LSu is dominated by stacked, cross-bedded facies with variable diagenetic overprint, that likely records a purely dry aeolian dune environment [3]. However, higher up in the studied section, approximately 80 m above the base of the Mirador formation, there is a transition into a succession still dominated by large-scale cross-beds but with interstratified lenses of a different sandstone facies. The presence of these lenses within large-scale cross bedded rocks is denoted by a transition to the Contigo member of the Mirador formation. Whilst a number of lenses are visible in the stratigraphy of the Contigo member in cliffs along Curiosity’s traverse, the Mars Science Laboratory science team selected one lens, informally named The Prow to investigate in detail. Here, we describe the sedimentology of The Prow at a range of scales using Navcam, Mastcam, ChemCam Remote Micro-Imager(RMI), and Mars Hand Lens Imager (MAHLI) images with a focus on characterizing sedimentary structures, their depositional process interpretation and comparison to Earth analogs. The 3D geometries of The Prow’s sedimentary structures are analysed by [4]. The Prow was investigated during sols 3349 and 3379 in early 2022 and had been identified as a target of interest from long distance observations suggesting that it formed constrasting facies to surrounding rocks. The Prow is an ~18-m-long, ~0.5-1-m-thick lenticular sedimentary body that is interbedded with large-scale cross-stratified facies interpreted to be aeolian dune deposits. The nature of the lower contact of The Prow is unclear. The lens pinches out to the south. The Prow shows a range of sedimentary structures suggestive of deposition under predominantly aqueous conditions. These structures differ from structures in surrounding bedrock indicating contrasting environmental conditions. The lowermost part of The Prow section appears to comprise decimetre-scale cross-beds indicative of deposition from subaqueous dune migration. The scale of these cross-beds is quite different from the large metres-scale trough cross-beds in rocks surrounding the lenses. The upper sections of The Prow are dominated by cm-scale ripple structures well observed in cross-section. In particular, lenticular and flaser geometries are observed. Lenticular ripple forms with convex upper surfaces are common with concave lower surfaces where they overlie underlying ripple forms. The ripple forms occur vertically stacked and laterally offset. The individual lenses are commonly interconnected forming complex interwoven structures. The crests generally show rounded symmetric profiles. Locally, symmetric vertical accretion over ripple crests is observed implying rapid sediment aggradation. Many ripple forms do not appear to show internal lamination, although this may be due to a lack of grain size variation. In a few examples where internal lamination is observed, preserved foresets are suggestive of unidirectional flow. RMI and MAHLI images reveal that ripple forms appear to have a finer-grained drape overlying ripple crests and extending into ripple troughs. MAHLI data confirm initial ChemCam observations and show that ripple cores comprise a sandstone and draping laminations are finer grained and likely below MAHLI-resolution (~60 microns). The drapes are provisionally interpreted as mud drapes formed from suspension fallout onto ripple topography during low energy quiescent episodes. The overall sedimentary geometry resembles flaser- to lenticular bedding common in Earth examples. The symmetric form of many of the ripple structures with preservation of form sets is suggestive of formation by oscillatory flow by wave action. Locally, there is evidence of asymmetric accretion which is likely indicative of combined flow ripples. The presence of drapes of finer-grained material superimposed on coarser-grained ripple forms is interpreted to record episodes of higher-energy sand transport separated by recurrent intervals of low-energy conditions during which sand grains could not be mobilised. Wave and current activity caused bedload transport of sand constructing symmetric and asymmetric ripples. Between these episodes, there were quiescent periods where active flow ceased and finer-than-sand grains deposited out of suspension onto temporarily fossilised ripple forms. The preservation of stacked well-preserved ripple forms with crests intact suggests conditions of rapid deposition. Locally, planar laminated beds with laterally continuous laminae are present; these maybe interpreted as either wind-ripple laminations formed by aeolian transport or as upper flow regime plane beds. The presence of mudstone-draped wave and current ripple forms in the upper section of The Prow is strongly indicative of deposition from aqueous flows and moreover suggests the existence of a likely aerially small, shallow standing body of water in which the sediments were deposited. We compare the observed structures to forms observed in 1 Ga lake deposits from the Diabaig Formation of the Torridon Group (NW Scotland). We tentatively infer that The Prow and by inference the other lenses observed in the Contigo member may record the episodic interdune or scour-fill presence of transient small standing bodies of water in an otherwise dominantly dry aeolian dune-dominated environment. The vertical transition from the underlying Dunnidear and Port Logan members of the Mirador formation that are dominated purely by large-scale trough cross bedding indicative of dry aeolian conditions indicates a change to a more mixed environmental setting with episodic fluvial/lacustrine activity perhaps from transient snow-melt or precipitation events occurring in otherwise arid conditions. Lenses such as The Prow demonstrate fluvio-lacustrine intervals punctuated dominant aeolian environment in the layered sulphate-bearing unit. References: [1] Milliken et al., 2010, Geophys. Res. Lett. 37, L04201; [2] Rapin et al., 2021, Geology 49; [3] Rapin et al., 2022, EPSC, this meeting; [4] Caravaca et al., 2022, EPSC, this meeting.

NASA Astronaut and planetary geologist Dr. Jessica Watkins recently published her post-doctoral Mars research in JGR: Planets, just prior to heading to the International Space Station.

Microbialites accrete where environmental conditions and microbial metabolisms promote lithification, commonly through carbonate cementation. On Little Ambergris Cay, Turks and Caicos Islands, microbial mats occur widely in peritidal environments above ooid sand, but they do not become lithified or preserved. Sediment cores and porewater geochemistry indicate that aerobic respiration and sulfide oxidation inhibit lithification, dissolving calcium carbonate sand despite widespread aragonite precipitation from platform surface waters. In tidally pumped environments, primary productivity and respiration can negate the effects of taphonomically-favorable seawater chemistry on carbonate mineral saturation and microbialite development.

Die Lithosphare – die starre ausere Schale der Erde – ist in ungefahr ein Dutzend Platten zerbrochen, die, wenn sie uber die weniger starre, sich duktil verhaltende Asthenosphare driften, aneinander vorbeigleiten, miteinander kollidieren oder sich voneinander entfernen. Wo letzteres geschieht, entstehen neue Platten, die bei Kollisionen wieder vernichtet werden – in einem standigen Prozess von Werden und Vergehen. Die in die Lithosphare eingebetteten Kontinente driften zusammen mit den Platten.

Der Mensch hat Bergwerke bis in Tiefen von uber 4000 m angelegt, um Gold und Minerale zu fordern, und er brachte auf der Suche nach Kohlenwasserstoffen Bohrungen bis in fast 10.000 m Tiefe nieder. Trotz dieser zweifellos hervorragenden Leistungen haben diese Tiefenaufschlusse lediglich die Oberflache unseres Planeten angekratzt. Der in diesen Tiefen der Erde herrschende, alles zerstorende Druck und die gluhend heisen Temperaturen machen das Innere unseres Planeten in absehbarer Zeit und wohl auch in der Zukunft vollig unzuganglich. Dennoch hat man inzwischen aus Messungen an und uber der Erdoberflache zahlreiche Informationen uber den Aufbau und die Zusammensetzung des Erdinneren gewonnen.

Wenn Gesteine an Plattengrenzen gelangen, konnen – wie schon in Kap. 6 gezeigt wurde – ihre Gefuge und ihr Mineralbestand durch die Prozesse der Metamorphose verandert werden. Unter den Prozessen, die auf den Kontinenten zur Regionalmetamorphose fuhren, ist die Deformation der wichtigste Vorgang: die Verformung der Gesteine durch Einengung (Kompression), Dehnung (Extension), Faltung und Bruchtektonik. Bezogen auf einzelne Gesteinstypen kann ein Granit durch Deformation in Gneis und ein Schieferton in einen kristallinen Schiefer ubergehen. Im regionalen Rahmen konnen als Folge der Deformation ursprunglich horizontal abgelagerte Schichten in sehr vielfaltige Strukturen ubergefuhrt werden.

Philosophen hatten wahrend der gesamten Menschheitsgeschichte und bis in die jungste Vergangenheit hinein mit dem Begriff „Zeit“ ihre Probleme, denn sie hatten zu wenige Daten, um ihre Betrachtungsweise enger zu definieren. Die schiere Unermesslichkeit der Zeit, die in Milliarden gemessene „Tiefenzeit“, war eine der grosen Entdeckungen der Geologie, die unser Denken uber die Ablaufe des Systems Erde grundlegend verandert hat.

Vermutlich wurde jeder schon einmal von einem heftigen Sturm uberrascht, gegen den man sich anstemmen oder an einem festen Gegenstand Halt suchen musste. London, das nur selten von starken Winden betroffen ist, erlebte am 25. Januar 1990 einen solchen Sturm. Bei Windgeschwindigkeiten von mehr als 175 km/h wurden Dacher abgedeckt, sturzten Lastwagen um und das Gehen auf den Strasen war praktisch unmoglich. In den Wusten sind starke Winde fast normal und halten oft tagelang an. Staubsturme sind ebenfalls haufig und viele Winde sind auch stark genug, um Sandkorner transportieren zu konnen und Sandsturme zu erzeugen.

In Kap. 2 haben wir kennen gelernt, wie sich mit dem System Plattentektonik die globalen Strukturen und die Dynamik der Erde beschreiben lassen. Die enorme Vielfalt an Materialien, die in den verschiedenen plattentektonischen Positionen auftreten, haben wir bisher jedoch nur kurz gestreift. In diesem Kapitel betrachten wir nun diese Materialien: die Minerale und Gesteine.

Vom Weltraum aus betrachtet ist die Erde mit ihren ausgedehnten blauen Ozeanen, den wirbelnden weisen Wolken und den weisen Eismassen und Schneefeldern durch die Farben des Wassers gekennzeichnet. Das System Erde transportiert in standig sich verandernder Form Wasser uber die Oberflache unseres Planeten. Zu den wichtigsten Wasserspeichern dieses Systems gehort die aus Eis bestehende Komponente, die Kryosphare, die bei Klimaschwankungen am deutlichsten ab- und zunimmt.

Grose Bereiche der Erdoberflache einschlieslich des Meeresbodens werden von Sedimenten bedeckt. Diese Schichten aus Lockermaterial sind auf unterschiedliche Weise entstanden, die meisten aus der Verwitterung der Kontinente. Einige sind Ruckstande von Organismen, die Gehause aus mineralischer Substanz abgeschieden haben. Andere bestehen aus anorganischen Kristallen, die ausgefallt wurden, als die in Ozeanen und Binnenseen gelosten chemischen Substanzen miteinander reagierten und sich neue Minerale bildeten.

Vor uber 2000 Jahren reiste der griechische Naturforscher und Geograph Strabo nach Sizilien, um dort die Ausbruche des Atnas zu beobachten. Strabo sah, dass die von diesem aktiven Vulkan ausgeschleuderte heise flussige Lava an der Erdoberflache innerhalb weniger Stunden abkuhlte und zu einem festen Gestein erstarrte. Gegen Ende des 18. Jahrhunderts begannen die Geologen zu begreifen, dass einige der Gesteinskorper, die offenbar andere Abfolgen durchziehen, ebenfalls durch Abkuhlung und Erstarrung einer Gesteinsschmelze entstanden waren. In diesen Fallen hatte sich das Magma langsam abgekuhlt, weil es tief in der Erdkruste erstarrt war.

Nahezu zwei Drittel der Erdoberflache – und damit die gesamte ozeanische Kruste – sind im Laufe der vergangenen 200 Mio. Jahre durch Seafloor-Spreading entstanden, in einem Zeitraum, der lediglich vier Prozent der Erdgeschichte umfasst. Wenn wir also verstehen wollen, wie sich die Erde seit ihren gluhend heisen Anfangen entwickelt hat, mussen wir uns den Kontinenten zuwenden, denn dort finden wir Gesteine, die ein Alter von mehr als vier Milliarden Jahren aufweisen.

Manche kennen vielleicht die Zeilen aus Samuel Taylor Coleridge’s Gedicht eines alten Seemanns: „Wasser, uberall Wasser, aber keinen Tropfen zum Trinken …“. Ungefahr 71% der Erdoberflache sind von Wasser bedeckt, doch nur ein geringer Teil dieses Wassers ist fur den menschlichen Gebrauch nutzbar. Ohne Wasser kann der Mensch nur einige Tage uberleben. Die von der modernen Zivilisation verbrauchte Wassermenge ist jedoch weitaus groser als fur das reine Uberleben erforderlich ware. Wasser wird in der Industrie, in der Landwirtschaft und fur unsere Infrastruktur wie etwa fur Abwassersysteme in ungeheuren Mengen verbraucht. Die Erkenntnisse der Hydrologie und Hydrogeologie werden zunehmend wichtiger, da der Bedarf an den insgesamt begrenzten Wasserressourcen standig steigt.

In einer Serie von sechs Landungen erforschten zwischen 1969 und 1972 die geologisch geschulten Astronauten der Apollo-Missionen die Oberflache des Mondes. Sie machten Fotoaufnahmen, kartierten Aufschlusse, fuhrten Experimente durch und sammelten Staub und Gesteinsproben fur spatere Analysen auf der Erde. Diese beispiellose Leistung war nur durch die enge Zusammenarbeit von Ingenieuren, Wissenschaftlern und den Geld gebenden Institutionen moglich, die die Bedeutung der Grundlagenforschung fur die Entwicklung neuer Technologien erkannt hatten. Der vielleicht wichtigste Anreiz war der in allen menschlichen Wesen vorhandene Drang, das Unbekannte zu ergrunden. Der Wunsch, das Universum zu erforschen, besteht schon seit die Menschheit denken kann. Edwin Powell Hubble, ein beruhmter Astronom, fasste die der Weltraumforschung zugrunde liegende Geisteshaltung wohl am besten zusammen, als er bescheiden anmerkte: „Ausgestattet mit seinen funf Sinnen erforscht der Mensch das Universum und nennt dieses Abenteuer Wissenschaft.“

So fest die hartesten Gesteine auch sein mogen, wenn sie den Atmospharilien und Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, unterliegen alle Gesteine der Verwitterung und dem Zerfall – ahnlich wie alte Autos rosten oder alte Zeitungen vergilben. Im Gegensatz zu Autos und Zeitungen dauert ihr Zerfall jedoch Tausende bis Millionen von Jahren.

Mars' Atmosphere from Curiosity The Sample Analysis at Mars (SAM) instrument on the Curiosity rover that landed on Mars in August last year is designed to study the chemical and isotopic composition of the martian atmosphere. Mahaffy et al. (p. 263 ) present volume-mixing ratios of Mars' five major atmospheric constituents (CO 2 , Ar, N 2 , O 2 , and CO) and isotope measurements of 40 Ar/ 36 Ar and C and O in CO 2 , based on data from one of SAM's instruments, obtained between 31 August and 21 November 2012. Webster et al. (p. 260 ) used data from another of SAM's instruments obtained around the same period to determine isotope ratios of H, C, and O in atmospheric CO 2 and H 2 O. Agreement between the isotopic ratios measured by SAM with those of martian meteorites, measured in laboratories on Earth, confirms the origin of these meteorites and implies that the current atmospheric reservoirs of CO 2 and H 2 O were largely established after the period of early atmospheric loss some 4 billion years ago.

Special handling problems have arisen in the manufacture of sponge-rubber forms because of the necessity of creating bubbles inside the rubber and maintaining them in even distribution. To cope with the problem of handling the material carefully and at the same time rapidly enough to employ production-line technique, electric equipment involving a combination of squirrel-cage motors with dynamic braking and d-c adjustable-voltage drive has been developed.

International audience; The Stimson formation (Siccar Point group) is recognized to represent a major change in depositional style and climate within Gale crater during the Hesperian period [1,2,3,4]. Deposition in Gale was dominated by aqueous processes in what is interpreted to be a relatively humid climate prior toStimson formation accumulation [5]. A depositional hiatus and some duration of erosion encapsulated by the base Siccar Point Group unconformity followed [6]. The deposition of the Stimson formation (currently the lowermost unit of the Siccar Point group) commenced in conditions apparently dominated by aeolian processes in an arid environment [1], subsequently the Stimson sandstones were lithified by an episode involving the flow of water within the subsurface [1,2,5,8].Internally, the Stimson formation records temporal changes of aeolian dune morphologies associated with changing dune size and sediment availability common across an evolving dune field, and changes of sediment transport directions, associated with fluctuating wind strength and direction at multiple temporal scales [3].Since Sol 2600, the Curiosity rover has been circumnavigating the Greenheugh pediment capping unit. This is a distinctive body of rock that covers an area of ~2.6 km2 (Fig.1) and occurs at the mouth of Gediz Vallis, a prominent canyon eroded into the lower slopes of Mt. Sharp. The capping unit is formed of Stimson formation strata [4]. The base of the capping unit is interpreted to form part of the base Siccar Point Group unconformity, which separates the strata from the underlying Mount Sharp group and the overlying Siccar Point group. Here we document changes in the stratigraphy and internal architecture of Stimson formation between the northern and southeastern flanks of the pediment capping unit to characterize variability in sedimentary geometries, facies, and sediment transport directions. Our observations provide constraints on the geologicand paleoclimate history of Gale crater.