Der Mars ist heute eine gefrorene Welt. Im Laufe seiner Geschichte gab es jedoch Perioden mit wärmeren Temperaturen, fließenden Flüssen und Meeren, schmelzenden Gletschern und möglicherweise sogar üppigem Leben. Veränderungen des Marsklimas können Aufschluss über die Entwicklung anderer Planeten geben. Daher wurden die Forschungen intensiviert, um das Klima auf dem Mars zu verstehen und Hinweise auf einen möglichen Ozean zu finden.
Heute hat der Mars jedoch eine ausgedörrte Oberfläche, in der die Wassermenge in seiner Atmosphäre häufig zu Frost kondensiert, insbesondere in der Nähe seines Nordpols. In diesem Gebiet bildet es mehrjährige Eiskappen. Was ist mit dem Klima des Mars passiert?
Die Oberfläche und Atmosphäre des Mars
Es mag überraschend klingen, aber obwohl CO₂ Wärme speichert, befindet sich eine große Menge gefrorenes CO₂ in der Südpolregion des Mars. Die Oberfläche des Planeten weist keine Spuren von Wasser auf, außer in einigen frostigen Gebieten oder in Form von Tälern, die von früheren Überschwemmungen geformt wurden. Weitere Informationen zum Marsboden finden Sie in diesem Artikel.
Die Marsatmosphäre ist kalt, trocken und dünn. Dieser dünne Schleier, der hauptsächlich aus CO₂ besteht, erzeugt einen Oberflächendruck von weniger als 1 % des irdischen Luftdrucks auf Meereshöhe . Die Marsbahn ist 50 % weiter von der Sonne entfernt als die der Erde. Zudem trägt die extrem dünne Atmosphäre zu dem eisigen Klima bei. Die Durchschnittstemperaturen liegen bei -60 Grad Celsius und erreichen an den Polen sogar -123 Grad Celsius. Diese Daten sind entscheidend für das Verständnis des Klimawandels auf dem Mars.
Ganz im Gegenteil. Die Mittagssonne kann die Oberfläche zwar ausreichend erwärmen, um gelegentliches Auftauen zu bewirken , aber der niedrige Luftdruck führt dazu, dass das Wasser fast sofort verdunstet.
Obwohl die Atmosphäre geringe Mengen Wasser enthält und sich gelegentlich Wassereiswolken bilden, ist das Marsklima von Sandstürmen oder Kohlendioxid-Schneestürmen geprägt. Jeden Winter fegt ein solcher Schneesturm aus gefrorenem Kohlendioxid über einen der Pole, und während das gefrorene Kohlendioxid an der gegenüberliegenden Polkappe verdunstet, sammelt sich mehrere Meter trockener Eisschnee an. Doch selbst am Pol, wo Sommer herrscht und die Sonne den ganzen Tag scheint, steigen die Temperaturen nicht hoch genug, um dieses gefrorene Wasser zu schmelzen.
Die Vergangenheit des Mars
Die meisten Krater auf dem Mars sind stark erodiert. Um fast jeden jüngeren, größeren Krater herum sind schlammstromartige Strukturen sichtbar . Diese schlammigen Ablagerungen sind wahrscheinlich gefrorene Überreste uralter Katastrophen – Asteroiden- oder Kometeneinschläge auf der Marsoberfläche –, die Bereiche des gefrorenen Permafrosts auftauten und riesige Löcher tief unter der Erde in Zonen mit flüssigem Wasser gruben. Dies unterstreicht, wie wichtig es ist zu verstehen, wie die Vergangenheit des Mars sein heutiges Klima beeinflusst.
Es wurden Hinweise darauf gefunden, dass sich irgendwann Eis auf der Oberfläche bildete und so die typischen Gletscherlandschaften entstanden. Hierzu zählen Felskämme, die durch die Ablagerungen gebildet wurden, die die schmelzenden Gletscher an ihren Rändern hinterlassen haben, sowie gewundene Bänder aus Sand und Kies, die von Flüssen, die unter der Eisdecke verlaufen, unter den Gletschern abgelagert wurden. Um mehr über die Klimaentwicklung des Mars zu erfahren, besuchen Sie .
Es ist möglich, dass der Wasserkreislauf auf dem Mars Komponenten enthielt, die mit feuchten Perioden zusammenhängen. Eine dichte Atmosphäre hätte höchstwahrscheinlich eine beträchtliche Menge an Wasser enthalten, das aus Seen und Meeren verdunstet war. Dieser Wasserdampf wäre kondensiert, hätte Wolken gebildet und wäre schließlich als Regen gefallen. Das fallende Wasser hätte Oberflächenabfluss erzeugt, von dem ein Großteil versickert wäre. Gleichzeitig hätte sich Schnee angesammelt und Gletscher gebildet, deren Schmelzwasser in Gletscherseen geflossen wäre und so den Klimawandel verdeutlicht hätte, den der Planet durchlaufen hat.
Einige Aufnahmen vom Mars zeigen die Existenz riesiger, in die Oberfläche eingeschnittener Entwässerungskanäle. Manche dieser Strukturen sind über 200 Kilometer breit und erstrecken sich über 2000 Kilometer oder mehr. Die Geometrie dieser Kanäle lässt darauf schließen, dass Wasser mit Geschwindigkeiten von bis zu 270 Kilometern pro Stunde über die Oberfläche geflossen sein könnte.
Ein verlorener Ozean?
In einigen hochgelegenen Gebieten des Mars existieren ausgedehnte Talsysteme, die in Sedimentbecken entwässerten – tiefliegende Gebiete, die einst überflutet waren. Diese Seen stellten jedoch nicht die größten Wasseransammlungen des Planeten dar. Bei wiederkehrenden Überschwemmungen flossen die Abflussrinnen nach Norden und bildeten eine Reihe von temporären Seen und Meeren. Wie anhand von Fotografien erkennbar ist, markieren viele der um diese alten Einschlagbecken beobachteten Strukturen die Gebiete, in denen Gletscher in diese tiefen Gewässer mündeten. Diese Forschung könnte Aufschluss über die Terraforming des Mars geben.
Verschiedenen Berechnungen zufolge könnte eines der größten Meere in den nördlichen Regionen des Mars ein Volumen verdrängt haben, das dem des Golfs von Mexiko und des Mittelmeers zusammen entspricht. Es ist sogar möglich, dass auf dem Mars ein Ozean existierte. Hinweise darauf liefert die Tatsache, dass viele Merkmale der nördlichen Ebenen an Küstenerosion erinnern. Dieser hypothetische Ozean erhielt den Namen Oceanus Borealis. Man schätzt, dass er etwa viermal so groß war wie unser Arktischer Ozean, und es wurde ein Modell des marsianischen Wasserkreislaufs vorgeschlagen, das seine Entstehung erklären könnte.
Die meisten Planetenforscher gehen heute davon aus, dass sich in den nördlichen Ebenen des Mars wiederholt große Wassermassen bildeten, doch viele lehnen die Existenz eines echten Ozeans ab. Diese Debatte bietet jedoch weiterhin einen Ansatzpunkt für die Erforschung des Klimawandels auf dem Mars.
Klimawandel
Auf dem jungen Mars glättete starke Erosion vermutlich die Oberfläche. Doch später, im Laufe seines mittleren Alters, wurde sie kalt, trocken und von Narben gezeichnet. Seitdem gab es wahrscheinlich nur wenige, verstreute gemäßigte Perioden, die die Oberfläche in bestimmten Gebieten verjüngten. Diese Entwicklung ist entscheidend, um zu verstehen, wie sich der Klimawandel auf den Mars auswirkt.
Der Mechanismus, der auf dem Mars zwischen milden und extremen Klimabedingungen wechselt, ist jedoch weitgehend unerforscht. Derzeit sind nur rudimentäre Erklärungen für diese Klimaveränderungen möglich. Eine Hypothese basiert auf der Neigung der Marsrotationsachse gegenüber ihrer idealen Position senkrecht zur Bahnebene. Wie die Erde ist auch der Mars derzeit um etwa 24 Grad geneigt . Diese Neigung variiert regelmäßig und kann auch abrupte Änderungen aufweisen. Etwa alle 10 Millionen Jahre erreicht die Achsenneigung sporadisch bis zu 60 Grad. Darüber hinaus verändern sich die Ausrichtung der Neigungsachse und die Form der Marsbahn im Laufe der Zeit zyklisch.
Diese kosmischen Mechanismen, insbesondere die Tendenz der Rotationsachse zu einer übermäßigen Neigung, verursachen extreme saisonale Temperaturschwankungen. Selbst bei einer dünnen Atmosphäre wie der heutigen könnten die Sommertemperaturen in mittleren und hohen Breiten während Perioden starker Neigung wochenlang über dem Gefrierpunkt gelegen haben, und die Winter wären noch strenger gewesen als heute. Die Auswirkungen des Klimawandels auf den Mars sind ein sehr aktives Forschungsgebiet.
