Das Geheimnis der Mars-Polkappe ist gelöst

Das Geheimnis der Mars-Polkappe ist gelöst

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Anonim
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- Wissenschaftler können nun besser erklären, warum die verbleibende südliche Eiskappe des Mars aufgrund von Daten des ESA-Raumschiffs Mars Express verlegt wurde - das Mars-Wettersystem ist schuld. Und so ist der größte Einschlagkrater auf dem Mars - auch wenn er sich nicht in der Nähe des Südpols befindet.

Wie die Erde hat der Mars gefrorene Polkappen, aber im Gegensatz zur Erde bestehen diese Kappen sowohl aus Kohlendioxideis als auch aus Wassereis. Während des Sommers auf der südlichen Hemisphäre sublimiert ein Großteil der Eiskappe. Dabei wandelt sich das Eis direkt wieder in Gas um und hinterlässt die so genannte Restpolarkappe. Das Problem ist, dass während die Winterkappe symmetrisch zum Südpol ist, die Restkappe um etwa drei bis vier Grad versetzt ist.

Dieser Fehler, der Planetenforscher seit Jahren verwirrt, wurde von Wissenschaftlern im Jahr 2005 behoben. Dank Mars Express der ESA sind jetzt neue Informationen verfügbar, um den Fehler zu erklären.

Marco Giuranna vom Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario CNR (IFSI), Rom, Italien, und Kollegen haben das Planetary Fourier Spectrometer (PFS) an Bord von Mars Express verwendet, um die Temperatur der Marsatmosphäre vom Boden bis zu einer Höhe von 50 zu messen km oberhalb der Südpolregion.

Das Team verwendete die Profile, um die Art und Weise, in der sich die Atmosphäre in mehr als einem halben Marsjahr in Bezug auf Temperatur und andere Eigenschaften ändert, aufzuzeichnen. Sie überwachten, wie sich Kohlendioxid in der südlichen Eiskappe ansammelt, wenn der Marsherbst oder -fall zum Marswinter wird. „Es ist kein einfacher Prozess. Wir haben festgestellt, dass sich zwei regionale Wettersysteme von Mitte Herbst bis zum Winter entwickelt haben “, sagt Giuranna.

Diese Wettersysteme werden von starken Ostwinden abgeleitet, die die atmosphärische Zirkulation des Mars in mittleren Breiten charakterisieren. Sie blasen direkt in das Hellas-Becken, die größte Aufprallstruktur auf dem Mars mit einem Durchmesser von 2300 km und einer Tiefe von 7 km. Die Tiefe des Kraters und der steile Anstieg der Mauern lenken die Winde ab und erzeugen sogenannte Rossby-Wellen auf der Erde.

Diese Wellen leiten die Höhenwinde auf dem Mars um und zwingen das Wettersystem in Richtung Südpol. Auf der westlichen Halbkugel des Mars entsteht ein starkes Niederdrucksystem in der Nähe des Südpols und ein Hochdrucksystem auf der östlichen Halbkugel, ebenfalls in der Nähe des Südpols.

Giuranna stellte fest, dass die Temperatur des Niederdrucksystems häufig unter dem Kondensationspunkt für Kohlendioxid liegt, sodass das Gas kondensiert und als Schnee vom Himmel fällt und sich als Frost auf dem Boden ansammelt. In dem Hochdrucksystem sind die Bedingungen niemals für Schnee geeignet, so dass nur Bodenfrost auftritt. So wird die Südpolkappe durch zwei verschiedene Mechanismen aufgebaut.

Die Gebiete mit ausgedehnter Schneedecke sublimieren im Sommer nicht, weil sie mehr Sonnenlicht zurück in den Weltraum reflektieren als der Oberflächenfrost. Frostkörner sind in der Regel größer als Schneekörner und haben rauere Oberflächen. Die zerlumpte Textur fängt mehr Sonnenlicht ein und treibt die Sublimation voran.

Das aus Schnee und Frost gebaute westliche Gebiet der südlichen Polkappe weist also nicht nur eine größere Menge Kohlendioxideis auf, sondern sublimiert sich auch im Sommer langsamer, während das aus Frost gebaute westliche Gebiet vollständig verschwindet. Dies erklärt, warum die Restkappe nicht symmetrisch um den Südpol platziert ist.

"Dies ist seit vielen Jahren eine marsianische Neugier", sagt Giuranna. Dank Mars Express verstehen Planetenwissenschaftler jetzt eine neue Facette dieser erstaunlichen, fremden Welt.

Zitat: "PFS / MEX-Beobachtungen der kondensierenden CO2-Südpolkappe des Mars" von M. Giuranna, D. Grassi, V. Formisano, L. Montabone, F. Forget und L. Zasova die Zeitschrift Icarus.

Bereitgestellt von der ESA