Mars Polarkappen Mysterium gelöst

26.09.2008 - Dank Daten der Mars Express Sonde können Wissenschaftler nun erklären, warum die verbleibende Eisdecke am Südpol des Planeten deplatziert ist – schuld ist das marsianische Wetter.

Genau wie die Erde auch besitzt der Mars eisige Polarkappen, doch bestehen diese nicht aus Wassereis sondern größtenteils aus gefrorenem Kohlendioxid (Trockeneis).

Während des Sommers auf der südlichen Hemisphäre sublimiert nun teilweise die Eisdecke, ein Prozess bei dem das Eis vom festen direkt in den gasförmigen Zustand wechselt, ohne dabei den flüssigen Aggregatzustand zu erreichen.

Während die Eisdecke im Winter dabei noch symmetrisch ist, kommt es immer Sommer zu einer Unsymmetrie von 3-4 Grad. Was für die Wissenschaftler lange Zeit ein Rätsel war und erst 2005 gelöst werden konnte. Doch erst dank der neuen Daten können die Wissenschaftler den Vorgang genau erklären.

Denn mit dem Fourier Spectrometer (PFS) an Bord der Mars Express Sonde wurde die Temperaturverteilung vom Boden bis zu einer Höhe von 50 Kilometern gemessen und Änderungen und weitere Charakteristika über einen Zeitraum von über einem halben Jahr aufgezeichnet. Dabei wurde auch aufgezeichnet, wie sich das Kohlendioxid an den südlichen Polarkappen im Herbst bildet.

„Es ist kein geradliniger Prozess. Wir fanden heraus, dass zwei regionale Wettersysteme sich von Mitte Herbst bis zum Winter bilden“ sagt Marco Giuranna vom Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario CNR (IFSI) in Rom.

Diese Wettersysteme entspringen starken Ostwinden, die charakteristisch für die Zirkulation der marsianischen Atmosphäre in mittleren Höhen sind. Sie blasen dabei direkt in das Hellas Basin, dem größten Einschlagskrater auf dem Mars mit einem Durchmesser von 2.300 km und einer Tiefe von bis zu 7 km. Durch die enorme Tiefe des Kraters und seiner steilen Wände entstehen Verwirbelungen, welche auch die Winde in höheren Atmosphärenschichten beeinflussen können. So kommt es in der westlichen Hemisphäre des Mars zu einem starken Unterdruck und einem Hochdruck auf der östlichen Hemisphäre in der Nähe des Südpols.

Die Wissenschaftler entdeckten nun, dass die Temperatur des Niedrigdrucksystems oft unter dem Kondensationspunkt von Kohlendioxid liegt, so dass das Gas in der Luft kondensiert und als Schnee auf den Boden fällt und dort gefriert. Das Hochdrucksystem hingegen unterstützt die Entstehung von Schnee nicht, so dass es nur Bodenfrost gibt.

So gibt es also zwei unterschiedliche Mechanismen die für die Entstehung der Polarkappen verantwortlich sind und auch wenn das Kohlendioxid recht gleichmäßig verteilt ist, reflektiert die schneebedeckte Seite mehr Sonnenlicht ins All und sublimiert somit deutlich langsamer als die andere Seite, wo der Bodenfrost fast vollständig verschwindet.