WIE IST DAS WETTER AUF DEM MARS?

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Willkommen zurück zu unserer Planetenwetterserie! Heute werfen wir einen Blick auf den Nachbarn der Erde und einen möglichen „Backup-Ort“ für die Menschheit eines Tages - den Mars!

Der Mars wird aufgrund seiner Ähnlichkeiten mit unserem Planeten oft als "Zwilling der Erde" bezeichnet. Sie sind beide terrestrische Planeten, beide haben polare Eiskappen und (zu einer Zeit) hatten beide lebensfähige Atmosphären und flüssiges Wasser auf ihren Oberflächen. Aber darüber hinaus sind die beiden sehr unterschiedlich. Und wenn es um ihre Atmosphäre und ihr Klima geht, unterscheidet sich der Mars in ziemlich tiefgreifender Weise von der Erde.

Wenn es zum Beispiel um das Wetter auf dem Mars geht, ist die Vorhersage normalerweise ziemlich dramatisch. Das Marswetter variiert nicht nur von Tag zu Tag, sondern manchmal auch von Stunde zu Stunde. Das scheint etwas ungewöhnlich für einen Planeten mit einer Atmosphäre, die nur 1% so dicht ist wie die der Erde. Und doch schafft es der Mars, den Einsatz bei extremen Wetterbedingungen und meteorologischen Phänomenen wirklich zu verbessern.

Marsatmosphäre:

Der Mars hat eine sehr dünne Atmosphäre, die aus 96% Kohlendioxid, 1,93% Argon und 1,89% Stickstoff sowie Spuren von Sauerstoff und Wasser besteht. Die Atmosphäre ist ziemlich staubig und enthält Partikel mit einem Durchmesser von 1,5 Mikrometern, was dem Mars-Himmel von der Oberfläche aus gesehen seine gelbbraune Farbe verleiht. Der atmosphärische Druck des Mars reicht von 0,4 bis 0,87 kPa, was etwa 1% des Erddrucks auf Meereshöhe entspricht.

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 durchschnittliche Temperatur des Planeten beträgt -63 ° C (-82 ° F), mit einem Tief von -143 ° C (-226 ° F) im Winter an den Polen und einem Hoch von 35 ° C (95 ° F) während Sommer und Mittag am Äquator.

Aufgrund der extrem niedrigen Temperaturen an den Polen gefrieren 25 bis 30% des Kohlendioxids in der Atmosphäre und werden zu Trockeneis, das sich auf der Oberfläche ablagert. Während die polaren Eiskappen überwiegend aus Wasser bestehen, weist der Mars-Nordpol im Winter eine einen Meter dicke Trockeneisschicht auf, während der Südpol von einer permanenten Schicht bedeckt ist, die acht Meter tief ist.

Spurenmengen 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 Neugierde Rover entdeckte am 16. Dezember 2014 eine „zehnfache Spitze“. Diese Entdeckung wurde wahrscheinlich lokalisiert, und die Quelle bleibt ein Rätsel. In ähnlicher Weise ist die Ammoniakquelle unklar, obwohl eine vulkanische Aktivität als Möglichkeit vorgeschlagen wurde.

Meteorologische Phänomene:

Der Mars ist auch berühmt für seine intensiven Staubstürme, die von kleinen Tornados bis zu planetweiten Phänomenen reichen können. In letzteren Fällen fällt Staub in die Atmosphäre, wodurch er von der Sonne erwärmt wird. Die wärmere staubgefüllte Luft steigt auf und die Winde werden stärker, was zu Stürmen führt, die bis zu Tausenden von Kilometern breit sein können und monatelang anhalten. Wenn sie so groß werden, können sie tatsächlich den größten Teil der Oberfläche für die Sicht blockieren.

Aufgrund seiner dünnen Atmosphäre, niedrigen Temperaturen und des Fehlens einer Magnetosphäre findet auf dem Mars kein flüssiger Niederschlag (d. H. Regen) statt. Grundsätzlich würde Sonnenstrahlung dazu führen, dass sich flüssiges Wasser in der Atmosphäre in Wasserstoff und Sauerstoff auflöst. Und wegen der kalten und dünnen Atmosphäre befindet sich einfach nicht genug flüssiges Wasser auf der Oberfläche, um einen Wasserkreislauf aufrechtzuerhalten.

Gelegentlich bilden sich jedoch dünne Wolken in der Atmosphäre und Niederschlag fällt in Form von Schnee. Dies besteht hauptsächlich aus Kohlendioxidschnee, der in den Polarregionen beobachtet wurde. In der Vergangenheit wurden in der oberen Marsatmosphäre jedoch auch kleine Spuren von gefrorenen Wolken mit Wasser beobachtet, die Schnee produzieren, der auf große Höhen beschränkt ist.

Ein solcher Fall wurde am 29. September 2008 beobachtet, als die Phönix Lander machte Fotos von Schnee, der aus Wolken fiel, die sich 4 km 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.

Auroren auf dem Mars:

Auf dem Mars wurden auch Auroren entdeckt, die auch das Ergebnis der Wechselwirkung zwischen Magnetfeldern und Sonnenstrahlung sind. Während der Mars nur über eine geringe Magnetosphäre verfügt, stellten Wissenschaftler fest, dass die in der Vergangenheit beobachteten Auroren einem Gebiet entsprachen, in dem das stärkste Magnetfeld auf dem Planeten lokalisiert ist. Dies wurde durch die Analyse einer Karte von magnetischen Krustenanomalien abgeschlossen, die mit Daten von zusammengestellt wurde Mars Global Surveyor.

Ein bemerkenswertes Beispiel ist das am 14. August 2004, das vom SPICAM-Instrument an Bord des Mars Express entdeckt wurde. Diese Aurora befand sich am Himmel über Terra Cimmeria - an den geografischen Koordinaten 177 ° Ost, 52 ° Süd - und wurde mit einem Durchmesser von 30 km und einer Höhe von 8 km (18,5 Meilen Durchmesser und 5 Meilen Höhe) als ziemlich groß eingeschätzt.

In jüngerer Zeit wurde eine Aurora auf dem Mars von der beobachtet MAVEN Mission, die Bilder des Ereignisses am 17. März 2015 aufnahm, nur einen Tag nachdem eine Aurora hier auf der Erde beobachtet wurde. Mit dem Spitznamen "Weihnachtslichter" des Mars wurden sie 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 lebhafteren Darstellung der Erde.

Bisher wurden die Atmosphäre, das Klima und das Wetter des Mars von Dutzenden von Orbitern, Landern und Rovers untersucht, die aus Missionen der NASA, Roscomos sowie der Europäischen Weltraumorganisation und des indischen Weltraumprogramms bestehen. Dazu gehören die Mariner 4 Sonde, die den ersten Vorbeiflug des Mars durchführte - eine zweitägige Operation, die zwischen dem 14. und 15. Juli 1965 stattfand.

Die erhaltenen Rohdaten wurden später erweitert Mariner 6 und 7 Missionen (die 1969 Vorbeiflüge durchführten). Dies wurde von der gefolgt Wikinger 1 und 2 Missionen, die 1976 den Mars erreichten und als erstes Raumschiff auf dem Planeten landeten und Bilder der Oberflächen zurückschickten.

Seit der Jahrhundertwende wurden sechs Orbiter in die Umlaufbahn um den Mars gebracht, um Informationen über seine Atmosphäre zu sammeln - 2001 Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, MAVEN, Mars Orbiter Mission und ExoMars Trace Gas Orbiter. Diese wurden durch Rover- und Lander-Missionen wie ergänzt Pheonix, Geist und Gelegenheit, und Neugierde.

In Zukunft sind mehrere zusätzliche Missionen geplant, um den Roten Planeten zu erreichen, die uns noch mehr über seine Atmosphäre, sein Klima und seine Wetterbedingungen 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 im Space Magazine viele interessante Artikel über das Marswetter geschrieben. Hier ist Mars im Vergleich zur Erde, es passiert nur auf dem Mars: Kohlendioxidschnee fällt auf den roten Planeten, Schnee fällt aus Marswolken, Überraschung! Mars hat auch Auroren! und der MAVEN Orbiter der NASA entdeckt, dass der Sonnenwind die Marsatmosphäre entfernt und eine radikale Transformation verursacht.

Weitere Informationen finden Sie in diesem NASA-Artikel darüber, wie sich das Weltraumwetter auf den Mars auswirkt.

Wenn Sie mehr über den Mars im Allgemeinen erfahren möchten, haben wir bei Astronomy Cast mehrere Podcast-Episoden über den Roten Planeten erstellt. Folge 52: Mars und Folge 91: Die Suche nach Wasser auf dem Mars.

Quellen: