Sonde detektiert Frost auf Vulkanen am Mars-Äquator

Blick auf den von bläulichem Frost bedeckten Gipfel des Mars-Vulkans Olympus Mons. Copyright: ESA/DLR/FU Berlin
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Blick auf den von bläulichem Frost bedeckten Gipfel des Mars-Vulkans Olympus Mons.Copyright: ESA/DLR/FU Berlin

Blick auf den von bläulichem Frost bedeckten Gipfel des Mars-Vulkans Olympus Mons.
Copyright: ESA/DLR/FU Berlin

Bern (Schweiz) – Zum ersten Mal haben Mars-Sonden Frost in der Nähe des Mars-Äquators und damit in Regionen entdeckt, von denen man zuvor ausging, dass es dort überhaupt keinen Frost geben dürfte.

Wie das Team um Adomas Valantinas von der Universität Bern und der Brown University aktuell im Fachjournal „Nature Geoscience“ (DOI: 10.1038/s41561-024-01457-7) berichtet, stammen die Detektionen von den europäischen Mars-Sonden „ExoMars“ und „Mars Express“. Entdeckt wurde der Frost – also Wasser-Eis – auf den Gipfeln mehrerer Vulkankegel in der Tharsis-Region und damit auf den höchsten Vulkanen nicht nur des Mars, sondern auch im gesamten Sonnensystem. So ragt etwa Olympus Mons 26 Kilometer über die umliegenden Ebenen hinaus.

„Bislang dachten wir, dass es rund um den Mars-Äquator keinen Frost geben kann, da die Verbindung zwischen Sonneneinstrahlung und der dünnen Atmosphäre die Temperaturen sowohl an der Oberfläche als auch auf den Anhöhen ¬– im Gegensatz zu vergleichbaren irdischen Gegenden, wo wir gerade auf den Berggipfeln Frost finden – relativ hoch hält.

Die Topografie der Tharsis-Region auf dem Mars.Copyright/Quelle: NASA/MGS/MOLA Science Team, FU Berlin

Die Topografie der Tharsis-Region auf dem Mars.
Copyright/Quelle: NASA/MGS/MOLA Science Team, FU Berlin

„Aufsteigende Winde bringen wasserdampfhaltige Luft aus dem Tiefland nach oben, die sich in der Höhe abkühlt und kondensiert. Das ist ein bekanntes Phänomen sowohl auf der Erde als auch auf dem Mars“, erläutert Valantinas. Das gleiche Phänomen verursacht die auffällige Arsia Mons Elongated Cloud (…GreWi berichtete) – und die neue Studie zeigt, dass dieses Phänomen auch auf den Tharsis-Vulkanen zu morgendlichen Frostablagerungen führt. „Wie wir anhand der Aufnahmen sehen konnten, sind die dünnen Reifablagerungen nur kurz vorhanden, nämlich für einige Stunden um den Sonnenaufgang herum, bevor sie im Sonnenlicht verdampfen“, so Valantinas weiter.

Um den Frost zu identifizieren, untersuchten die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen mehr als 5.000 Aufnahmen der von der Universität beigesteuerten Marskamera „CaSSIS“, die seit April 2018 Beobachtungen zur lokalen Staubaktivität, zu den jahreszeitlichen Veränderungen der CO2-Eisvorkommen und zur Existenz von Trockenlawinen auf dem Mars liefert.

Später konnte die Entdeckung durch unabhängige Beobachtungen der hochauflösenden Stereokamera (HRSC) an Bord des ESA-Orbiters „Mars Express“ und des Spektrometers Nadir and Occultation for Mars Discovery (NOMAD) an Bord des „Trace Gas Orbiters“ (TGO) der Mission „ExoMars“ validiert werden.

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Trotz ihrer geringen Dicke – wahrscheinlich nur ein Hundertstel eines Millimeters (so dick wie ein menschliches Haar) – bedecken die Frostflecken dennoch eine gewaltige Fläche. „Die Menge an Frost entspricht etwa 150.000 Tonnen Wasser, die während der kalten Jahreszeit jeden Tag zwischen der Oberfläche und der Atmosphäre ausgetauscht werden, was etwa 60 olympischen Schwimmbecken entspricht“, erklärt Valantinas.

„Zu verstehen, wo Wasser zu finden ist und wie es sich zwischen den Reservoirs bewegt, ist für viele Aspekte der Marsforschung von Bedeutung“, fügt Professor Nicolas Thomas vom Physikalischen Institut der Universität Bern hinzu. „Natürlich wollen wir die physikalischen Prozesse verstehen, die das Klima auf dem Mars bestimmen. Aber auch das Verständnis des Wasserkreislaufs auf dem Mars ist von großer Bedeutung, um wichtige Ressourcen für die künftige Erforschung des Mars durch den Menschen zu finden und herauszufinden, wo es auf dem Mars Wasser gibt und ob der Mars früher oder heute bewohnbar war oder ist“, so Valantinas abschließend.

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Recherchequelle: ESA, Universität Bern

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