Willkommen zurück zu unserer planetarischen Wetterserie! Heute werfen wir einen Blick auf den Nachbarn der Erde und einen möglichen „Backup-Standort“ für die Menschheit eines Tages – den Mars!
Der Mars wird aufgrund seiner Ähnlichkeiten mit unserem Planeten oft als „Erdzwilling“ bezeichnet. Sie sind beide terrestrische Planeten, beide haben polare Eiskappen und (einmal) hatten beide eine lebensfähige Atmosphäre und flüssiges Wasser auf ihrer Oberfläche. Aber darüber hinaus sind die beiden ziemlich unterschiedlich. Und wenn es um Atmosphäre und Klima geht, unterscheidet sich der Mars in ziemlich grundlegender Weise von der Erde.
Wenn es zum Beispiel um das Wetter auf dem Mars geht, sind die Vorhersagen normalerweise ziemlich dramatisch. Das Wetter auf dem Mars variiert nicht nur von Tag zu Tag, sondern manchmal auch von Stunde zu Stunde. Das erscheint etwas ungewöhnlich für einen Planeten, dessen Atmosphäre nur 1% so dicht ist wie die der Erde. Und doch gelingt es dem Mars, bei extremen Wetter- und meteorologischen Phänomenen noch einmal richtig Gas zu geben.
Atmosphäre des Mars:
Der Mars hat eine sehr dünne Atmosphäre, die aus 96% Kohlendioxid, 1,93% Argon und 1,89% Stickstoff besteht, zusammen mit Spuren von Sauerstoff und Wasser. Die Atmosphäre ist ziemlich staubig und enthält Partikel mit einem Durchmesser von 1,5 Mikrometern, die dem Marshimmel von der Oberfläche aus seine gelbbraune Farbe verleihen. Der atmosphärische Druck des Mars reicht von 0,4 bis 0,87 kPa, was etwa 1% des Erddrucks auf Meereshöhe entspricht.
Dieses Bild zeigt mögliche Wege, wie Methan in die Marsatmosphäre gelangen und auch daraus entfernt werden könnte. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/SAM-GSFC/Univ. von Michigan
Aufgrund dieser dünnen Atmosphäre und ihrer größeren Entfernung von der Sonne ist die Oberflächentemperatur des Mars viel kälter als die, die wir hier auf der Erde erleben. Die Durchschnittstemperatur des Planeten beträgt -63 °C (-82 °F), mit einem Tiefstwert von -143 °C (-226 °F) im Winter an den Polen und einem Höchstwert von 35 °C (95 °F) während Sommer und Mittag am Äquator.
Aufgrund der extremen Tiefsttemperaturen an den Polen gefrieren 25-30% des Kohlendioxids in der Atmosphäre und werden zu Trockeneis, das sich an der Oberfläche ablagert. Während die polaren Eiskappen überwiegend aus Wasser bestehen, weist der Nordpol des Mars im Winter eine ein Meter dicke Trockeneisschicht auf, während der Südpol von einer permanenten, acht Meter tiefen Schicht bedeckt ist.
Spuren von Methan und Ammoniak wurden auch in der Marsatmosphäre nachgewiesen. Im ersteren Fall hat es eine geschätzte Konzentration von etwa 30 Teilen pro Milliarde (ppb), obwohl die NeugierRover entdeckte eine „zehnfache Spitze“ am 16. Dezember 2014. Diese Entdeckung wurde wahrscheinlich lokalisiert und die Quelle bleibt ein Rätsel. Ebenso ist die Quelle von Ammoniak unklar, obwohl vulkanische Aktivität als Möglichkeit vorgeschlagen wurde.
Meteorologische Phänomene:
Der Mars ist auch berühmt für seine intensiven Staubstürme, die von kleinen Tornados bis hin zu planetenweiten Phänomenen reichen können. Letztere fallen zusammen mit Staub, der in die Atmosphäre geblasen wird, wodurch sie von der Sonne erhitzt wird. Die wärmere, staubgefüllte Luft steigt auf und die Winde werden stärker, wodurch Stürme entstehen, die bis zu Tausenden von Kilometern breit werden und monatelang andauern können. Wenn sie so groß werden, können sie tatsächlich den größten Teil der Oberfläche aus der Sicht blockieren.
Aufnahme eines aktiven Staubsturms auf dem Mars. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Aufgrund der dünnen Atmosphäre, der niedrigen Temperaturen und des Fehlens einer Magnetosphäre findet auf dem Mars kein flüssiger Niederschlag (d. h. Regen) statt. Grundsätzlich würde die Sonneneinstrahlung dazu führen, dass flüssiges Wasser in der Atmosphäre in Wasserstoff und Sauerstoff zerfällt. Und wegen der kalten und dünnen Atmosphäre gibt es einfach nicht genug flüssiges Wasser an der Oberfläche, um einen Wasserkreislauf aufrechtzuerhalten.
Gelegentlich bilden sich jedoch dünne Wolken in der Atmosphäre und Niederschläge fallen in Form von Schnee. Diese besteht hauptsächlich aus Kohlendioxidschnee , die in den Polargebieten beobachtet wurde. Aber auch in der oberen Marsatmosphäre wurden in der Vergangenheit kleine Spuren von gefrorenen, wasserführenden Wolken beobachtet, die Schnee produzieren, der auf große Höhen beschränkt ist.
Ein solcher Fall wurde am . beobachtet 29. September 2008 , wenn das PhönixLander fotografierte Schnee, der aus Wolken fiel, die sich 4 km (2,5 Meilen) über seinem Landeplatz in der Nähe des Heimdal-Kraters befanden. Die vom Lander gesammelten Daten zeigten jedoch, dass der Niederschlag verdampfte, bevor er den Boden erreichen konnte.
Aurorae auf dem Mars:
Auroras wurden auch auf . entdeckt März , die auch das Ergebnis der Wechselwirkung zwischen Magnetfeldern und Sonnenstrahlung sind. Während der Mars nur eine nennenswerte Magnetosphäre hat, stellten Wissenschaftler fest, dass in der Vergangenheit beobachtete Polarlichter einem Gebiet entsprachen, in dem das stärkste Magnetfeld auf dem Planeten lokalisiert ist. Dies wurde durch die Analyse einer Karte von magnetischen Krustenanomalien geschlossen, die mit Daten von zusammengestellt wurde Mars Global Surveyor .
Der Mars hat magnetisierte Gesteine in seiner Kruste, die lokalisierte, lückenhafte Magnetfelder erzeugen (links). In der Abbildung rechts sehen wir, wie sich diese Felder über den Felsen in den Weltraum erstrecken. An ihren Spitzen können sich Polarlichter bilden. Bildnachweis: NASA
Ein bemerkenswertes Beispiel ist das, das am 14. August 2004 stattfand und das vom SPICAM-Instrument an Bord der Mars-Express . Diese Aurora befand sich am Himmel über Terra Cimmeria – bei den geografischen Koordinaten 177° Ost, 52° Süd – und wurde als ziemlich groß mit 30 km Durchmesser und 8 km Höhe (18,5 Meilen Durchmesser und 5 Meilen Höhe) geschätzt.
Vor kurzem wurde eine Aurora auf dem Mars von der . beobachtet MAVEN Mission, die Bilder des Ereignisses auf 17. März 2015 , nur einen Tag nachdem hier auf der Erde eine Aurora beobachtet wurde. Sie wurden als „Weihnachtslichter“ des Mars bezeichnet und wurden in den mittleren nördlichen Breiten des Planeten beobachtet und waren (aufgrund des Mangels an Sauerstoff und Stickstoff in der Marsatmosphäre) wahrscheinlich ein schwaches Leuchten im Vergleich zu der lebendigeren Anzeige der Erde.
Bis heute wurden die Atmosphäre, das Klima und die Wettermuster des Mars von Dutzenden von Orbitern, Landern und Rovern untersucht, darunter Missionen der NASA, Roscomos sowie der Europäischen Weltraumorganisation und des indischen Raumfahrtprogramms des Bundes. Dazu gehören die Seemann 4 Sonde, die den ersten Vorbeiflug am Mars durchführte – eine zweitägige Operation, die zwischen dem 14. und 15. Juli 1965 stattfand.
Die erhaltenen Rohdaten wurden durch die späteren späteren erweitert Seemann 6und7 Missionen (die 1969 Vorbeiflüge durchführten). Es folgte die Wikinger 1 und 2 Missionen, die 1976 den Mars erreichten und als erste Raumsonde auf dem Planeten landeten und Bilder der Oberflächen zurücksendeten.
Seit der Jahrhundertwende wurden sechs Orbiter in eine Umlaufbahn um den Mars gebracht, um Informationen über seine Atmosphäre zu sammeln – 2001 Mars-Odyssee , Mars-Express , Mars-Aufklärungsorbiter , MAVEN , Mars-Orbiter-Mission und ExoMars Spurengas-Orbiter .Diese wurden ergänzt durch Rover- und Lander-Missionen wie Pheonix , Geist und Gelegenheit ,und Neugier .
In Zukunft sind mehrere zusätzliche Missionen geplant, um den Roten Planeten zu erreichen, die uns noch mehr über seine Atmosphäre, sein Klima und seine Wetterverhältnisse beibringen sollen. Was wir finden, wird viel über die tiefe Vergangenheit des Planeten und seinen gegenwärtigen Zustand verraten und uns vielleicht sogar helfen, dort eine Zukunft aufzubauen.
Wir haben hier bei Universe Today viele interessante Artikel über das Marswetter geschrieben. Hier ist Mars im Vergleich zur Erde , Das passiert nur auf dem Mars: Kohlendioxidschnee fällt auf den Roten Planeten , Schnee fällt aus den Marswolken , Überraschung! Der Mars hat auch Polarlichter! und MAVEN Orbiter der NASA entdeckt Sonnenwind, der die Marsatmosphäre entfernt hat und eine radikale Transformation verursacht .
Weitere Informationen finden Sie in diesem NASA-Artikel über wie sich das Weltraumwetter auswirkt März.
Wenn Sie schließlich mehr über den Mars im Allgemeinen erfahren möchten, haben wir bei Astronomy Cast mehrere Podcast-Episoden über den Roten Planeten gedreht. Folge 52: Mars , und Folge 91: Die Suche nach Wasser auf dem Mars .
Quellen:
