Daten von Hubble und der MAVEN-Sonde halfen russischen und ausländischen Wissenschaftlern herauszufinden, wo das Wasser aus der Marsatmosphäre verschwindet und wie die Sonne an ihrem Verschwinden beteiligt ist. Ihre Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht.
In den letzten Jahren haben Wissenschaftler viele Hinweise darauf gefunden, dass Flüsse, Seen und ganze Ozeane des Wassers in der Antike auf der Marsoberfläche existierten und fast so viel Flüssigkeit enthielten wie unser Arktischer Ozean. Auf der anderen Seite glauben einige Planetenforscher, dass der Mars selbst in der Antike zu kalt für die dauerhafte Existenz der Ozeane sein könnte und sein Wasser nur während Vulkanausbrüchen in einem flüssigen Zustand sein könnte.
Jüngste Beobachtungen des Mars mit bodengestützten Teleskopen haben gezeigt, dass der Mars in den letzten 3,7 Milliarden Jahren einen ganzen Ozean von Wasser verloren hat, was ausreichen würde, um die gesamte Oberfläche des roten Planeten mit einem 140 Meter dicken Ozean zu bedecken. Wo dieses Wasser verschwunden ist, versuchen Wissenschaftler heute herauszufinden.
Heute versuchen zwei Marsfahrzeuge, dieses Rätsel gleichzeitig zu lösen - die amerikanische MAVEN-Sonde, die vor fünf Jahren die Umlaufbahn des Mars erreichte, und der russisch-europäische Apparat "ExoMars-TGO", der seit mehr als einem Jahr die Atmosphäre des roten Planeten untersucht.
Als das erste Raumschiff auf dem Planeten ankam, wie Shaposhnikov und seine Kollegen feststellten, entdeckte er fast sofort einige seltsame Phänomene, die nicht in die allgemein akzeptierten Vorstellungen über die Struktur und das Verhalten der Luftschale des Mars passten.
Insbesondere MAVEN-Sensoren detektierten große Mengen an Wasserstoff und anderen Wasserspuren in der oberen Atmosphäre des Planeten, wo die Wissenschaftler nicht damit gerechnet hatten, und verzeichneten zu Beginn des Sommers und Winters starke Änderungen ihrer Konzentration. Dies war auch eine große Überraschung für Planetenforscher, die glaubten, dass Wasser mit gleichmäßiger Geschwindigkeit vom Mars "entweicht".
Beide Entdeckungen stellten die Wissenschaftler vor die Frage: Wie gelangt Wasser, das in minimalen Mengen in allen Schichten der Atmosphäre des Planeten vorhanden ist, in die oberen Schichten seiner Atmosphäre und welche Prozesse können seinen Zufluss verbessern oder verlangsamen?
Das Problem ist, dass die Luftschicht des Mars so verdünnt ist, dass Wasser darin fast immer nur in Form von mikroskopisch kleinen Eiskristallen existieren kann. Trotz ihrer geringen Größe sind sie zu schwer, als dass sich die schwachen Marsluftströmungen heben könnten, und bis zu einer Höhe von mehr als 60 Kilometern, wo MAVEN-Sensoren große Mengen Wasserstoff aufzeichneten.
Werbevideo:
Shaposhnikov und seine Kollegen fanden heraus, wie dies geschieht, und machten darauf aufmerksam, dass dort während der Sommersonnenwende auf der Südhalbkugel und bei Staubstürmen die maximale Wassermenge in der oberen Marsatmosphäre auftrat. Sie verbanden dieses ungewöhnliche Phänomen mit einem einzigartigen Merkmal des Mars, das nicht typisch für Erde oder Venus ist, aber an Ebbe und Flut des Mondes erinnert.
Die Gravitationswechselwirkungen zwischen unserem Planeten und seinem Begleiter wirken sich, wie die Forscher erklären, nicht nur auf die Ozeane der Erde aus, sondern auch auf die Atmosphäre. Dadurch ziehen sich die Lufthüllen zusammen und dehnen sich, wenn sie sich dem Mond nähern und in einiger Entfernung von ihm.
Ähnliches passiert in der Marsatmosphäre, wo der Hauptleiter solcher Veränderungen nicht Phobos und Deimos sind, die dafür zu klein sind, sondern die Sonne, die die Lufthüllen des roten Planeten direkt "streckt".
Je näher der Mars dem Stern kommt, desto stärker wirkt er auf seine Atmosphäre ein und hilft den Wolken der Eiskristalle, in den zirkumpolaren Regionen des Planeten, in denen sich die aufsteigenden Luftströmungen besonders schnell bewegen, große Höhen zu erreichen.
Dieser Prozess wird bei Staubstürmen stark verstärkt, da Staubpartikel dem Sonnenlicht helfen, die Marsatmosphäre stärker zu erwärmen, und Wasser - um zu kondensieren und kleine Eiskristalle zu bilden, die in beeindruckendere Höhen "fliegen" können.
Mit diesen Ideen erstellten die Wissenschaftler ein neues Klimamodell für den Mars, das den Einfluss von Sonne und Staub auf den Wasserkreislauf in der Atmosphäre berücksichtigte. Sie testeten ihre Vorhersagen anhand von Daten der MRO-Sonde, die 2007-2009 während der Beobachtung eines starken Staubsturms erhalten wurden.
