MAVEN Orbiter der NASA entdeckt Sonnenwind, der die Marsatmosphäre entfernt hat und eine radikale Transformation verursacht
NASAs März Die Orbitermission „Atmosphere and Volatile Evolution“ (MAVEN) hat festgestellt, dass alter Mars erlitt einen drastischen Klimawandel und verlor seine dicke Atmosphäre und Oberflächenkörper von potenziell lebensspendendes flüssiges Wasser weil es durch das Strippen durch den Sonnenwind enorme Gasmengen an den Weltraum verloren hat, basierend auf neuen Erkenntnissen, die heute, am 5. November, bei einem NASA-Medienbriefing und in einer Reihe wissenschaftlicher Veröffentlichungen bekannt gegeben wurden.
Der Prozess des Mars dramatische Transformation von einem mehr Wie Erde Welt in ihren heutigen kargen Zustand begann vor etwa 4,2 Milliarden Jahren, als die Abschirmwirkung des globalen Magnetfelds verloren ging, als der interne Dynamo des Planeten abkühlte, Bruce Jakosky, MAVEN Principal Investigator am Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) an der Universität aus Colorado, Boulder, gegenüber Universe Today.
Die radikale Transformation des alten Mars von einer warmen Welt mit bedeutenden Körpern von stehendes Wasser, das das Leben hätte unterstützen können , zu seinem gegenwärtigen Zustand als kalte, trockene und wüstenähnliche Welt, die für das Leben eher unwirtlich ist, wurde durch den Verlust des größten Teils der Atmosphäre des Planeten verursacht, als starke Ströme von Sonnenwindpartikeln darauf prallten und sie aufgrund des Verlustes der schützendes Magnetfeld, wenn der Planetenkern abgekühlt ist.
„Wir glauben, dass das frühe Magnetfeld, das der Mars hatte, den Planeten vor dem direkten Einfluss des Sonnenwinds geschützt und ihn daran gehindert hätte, Gas abzustreifen“, sagte mir Jakosky.
'Es wäre also das Ausschalten des Magnetfelds gewesen, das das Abstreifen der Atmosphäre durch den Sonnenwind ermöglicht hätte.'
„Die Beweise deuten darauf hin, dass das Magnetfeld vor etwa 4,2 Milliarden Jahren verschwunden ist.“
Die Zeit, in der reichlich Oberflächenwasser die Marsgeologie aktiv prägte, dauerte bis vor etwa 3,7 Milliarden Jahren. Der Verlust der Atmosphäre durch das Abstreifen des Sonnenwindes fand vor etwa 4,2 bis 3,7 Milliarden Jahren statt.
Vor Milliarden von Jahren war der Mars eine ganz andere Welt. Flüssiges Wasser floss in langen Flüssen, die in Seen und flache Meere mündeten. Eine dichte Atmosphäre bedeckte den Planeten und hielt ihn warm. Bildnachweis: NASA
Mit der Veröffentlichung der heutigen Ergebnisse hat das MAVEN-Wissenschaftsteam das Hauptziel der Mission erreicht, nämlich herauszufinden, wie und warum der Mars in den letzten vier Milliarden Jahren seine frühe, dichte Atmosphäre und sein Wasser verloren hat. Die Atmosphäre besteht hauptsächlich aus Kohlendioxid.
Da Wasser eine Grundvoraussetzung für das Leben ist, wie wir es kennen, ist die Bestimmung seines Schicksals und seiner Langlebigkeit auf dem Mars entscheidend für die Bestimmung der Bewohnbarkeit des Roten Planeten und seines Potenzials zur Unterstützung von Marsmikroben, Vergangenheit oder Gegenwart, falls sie jemals existierten.
„Das Mars-Explorationsprogramm der NASA hat sich darauf konzentriert, Wasser zu finden“, sagte Michael Meyer, leitender Wissenschaftler für das Mars Exploration Program am NASA-Hauptquartier.
„Wasser ist die wichtigste Zutat für das Leben. Es ist ein wesentlicher Faktor für das Klima und die Gestaltung der Geologie. Und es ist eine kritische Ressource für die zukünftige menschliche Erforschung.“
Das Ziel der NASA ist es, Menschen schicken zehn a „Reise zum Mars“ in den 2030er Jahren.
Dieses NASA-Video zeigt eine Visualisierung des Sonnenwinds, der auf den Mars trifft:
Videounterschrift: Diese Visualisierung wurde mit Daten der NASA-Mission Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) erstellt und zeigt, wie der Sonnenwind Ionen aus der oberen Marsatmosphäre in den Weltraum entzieht. Credits: NASA-GSFC/CU Boulder LASP/Universität Iowa
MAVEN erreichte am 21. September 2014 vor etwas mehr als einem Jahr eine Umlaufbahn um den Mars.
Das Ziel der 671 Millionen US-Dollar teuren MAVEN-Raumsonde ist es, die schwache obere Atmosphäre des Mars zum allerersten Mal mit einer Raumsonde im Detail zu untersuchen und die Mechanismen zu erforschen, wie der Planet seine Atmosphäre und sein lebensspendendes Wasser über Milliarden von Jahren verloren hat, sowie die Rate der atmosphärischer Verlust.
Die neuen MAVEN-Daten haben es Forschern ermöglicht, die Rate des atmosphärischen Gasverlustes des Mars in den Weltraum durch die Einwirkung von Sonnenwind sowie die Erosionswirkung von Sonnenstürmen zu messen.
Basierend auf den Messungen der neun hochmodernen wissenschaftlichen Instrumente von MAVEN entzieht der Sonnenwind heute jede Sekunde etwa 100 Gramm Gas in Form von Kohlenstoff Kohlendioxid und Sauerstoff, sagte David Brain, MAVEN-Co-Forscher am LASP.
„Man nimmt an, dass das meiste Abstreifen [der Marsatmosphäre] durch den Sonnenwind auf dem Mars sehr früh in der Geschichte des Sonnensystems stattgefunden hat, als die Sonne viel aktiver und der Sonnenwind intensiver war. Heute ist die Verlustrate auf dem Mars also gering“, sagte Jakosky bei der Besprechung.
„Der heutige Mars ist eine kalte, trockene wüstenähnliche Umgebung. Die Atmosphäre ist dünn und kann heute kein flüssiges Wasser an der Oberfläche halten, es würde sehr schnell gefrieren oder verdunsten. Wenn wir jedoch den alten Mars betrachten, sehen wir eine andere Art von Oberfläche, eine mit Tälern, die aussahen, als wären sie von Wasser geformt worden, und Seen, die für lange Zeit gestanden haben. Wir sehen eine Umgebung, die flüssiges Wasser viel besser aufnehmen konnte.“
Die MAVEN-Ergebnisse wurden heute in fast vier Dutzend wissenschaftlichen Artikeln in den Zeitschriften Science und Geophysical Research Letters vom 5. November veröffentlicht.
Ich fragte Jakosky; Wie viel Gas wäre vom alten Mars verloren gegangen und wie hoch ist die grobe Schätzung der alten Verlustrate, die heute in der dünnen Marsatmosphäre ankommt?
„Für die Gasmenge, von der wir glauben, dass sie entfernt werden müsste – lassen Sie mich mit der aktuellen Marsatmosphäre beginnen, die eine Dicke von 6 Millibar hat, das ist knapp 1% so dick wie die Erdatmosphäre“, antwortete Jakosky.
„Wir glauben also, dass Sie eine Gasmenge entfernen müssten, die ungefähr der heutigen Erdatmosphäre entspricht.“
„Die Rate müsste also etwa 100- bis 1000-mal höher gewesen sein als der heutige Verlust von 100 Gramm pro Sekunde, um das Gas früh in diesem Zeitraum entfernt zu haben, was mit den Vorhersagen der Modelle übereinstimmt.“ die Verlustrate wäre damals in der Frühgeschichte gewesen.“
Die NASA-Raumsonde Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN) feierte am 21. September 2015 ein Erdjahr in der Umlaufbahn um den Mars. MAVEN wurde am 18. November 2013 von der Cape Canaveral Air Force Station in Florida zum Mars gestartet und erreichte erfolgreich die Marsumlaufbahn am 21. September 2014. Bildnachweis: NASA
Was ist der Sonnenwind und wie entzieht er die Atmosphäre?
„Der Sonnenwind ist ein Strom von Teilchen, hauptsächlich Protonen und Elektronen, der mit einer Geschwindigkeit von etwa einer Million Meilen pro Stunde aus der Sonnenatmosphäre fließt. Das Magnetfeld, das der Sonnenwind beim Vorbeiströmen am Mars trägt, kann ein elektrisches Feld erzeugen, ähnlich wie eine Turbine auf der Erde zur Stromerzeugung verwendet werden kann. Dieses elektrische Feld beschleunigt elektrisch geladene Gasatome, sogenannte Ionen, in der oberen Atmosphäre des Mars und schießt sie in den Weltraum“, heißt es in einer Beschreibung der NASA.
MAVEN ist der nächste Mars-Orbiter der NASA und soll am 18. November von Cape Canaveral, Florida, explodieren. Es wird die Entwicklung der Atmosphäre und des Klimas des Roten Planeten untersuchen. Universe Today hat MAVEN im Reinraum des Kennedy Space Center besucht. Mit entfalteten Sonnenkollektoren sieht MAVEN genau so aus, wenn er durch den Weltraum fliegt und den Mars umkreist. Bildnachweis: Ken Kremer/kenkremer.com
MAVEN beendet gerade seine Hauptmission und beginnt am 16. November mit der erweiterten Missionsphase.
Die 5.400 Pfund schwere MAVEN-Sonde trägt neun Sensoren in drei Instrumentensuiten, um zu untersuchen, warum und wann genau der Mars die radikale klimatische Transformation durchgemacht hat.
Die Beobachtungen von MAVEN werden mit den laufenden Oberflächen-Roving-Missionen Curiosity und Opportunity der NASA sowie mit MRO und Mars Odyssey verknüpft, um das vollständigste Bild des vierten Gesteins der Sonne zu liefern, das die Menschheit je hatte.
MAVEN donnerte am 18. November 2013 ins All, nachdem eine fehlerfreie Explosion vom Space Launch Complex 41 der Cape Canaveral Air Force Station auf einer leistungsstarken Atlas-V-Rakete der United Launch Alliance stattgefunden hatte.
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MAVEN Mars Orbiter der NASA, Chefwissenschaftler Prof. Bruce Jakosky von CU-Boulder und Ken Kremer von Universe Today am 27. September 2013 im Reinraum des Kennedy Space Center. MAVEN startete am 18. November 2013 von Florida zum Mars. Bildnachweis: Ken Kremer/kenkremer.com
