Es gibt ein Loch in der Marsatmosphäre, das sich alle zwei Jahre öffnet und die begrenzte Wasserversorgung des Planeten in den Weltraum entlüftet - und den Rest des Wassers an den Polen des Planeten ablässt.
Das ist die Erklärung eines Teams russischer und deutscher Wissenschaftler, die das merkwürdige Verhalten von Wasser auf dem Roten Planeten untersucht haben. Erdgebundene Wissenschaftler können sehen, dass sich Wasserdampf hoch in der Marsatmosphäre befindet und dass Wasser zu den Polen des Planeten wandert. Aber bis jetzt gab es keine gute Erklärung dafür, wie der Wasserkreislauf auf dem Mars funktioniert oder warum der einst durchnässte Planet jetzt eine trockene Schale ist.
Das Vorhandensein von Wasserdampf hoch über dem Mars ist rätselhaft, da der Rote Planet eine mittlere Schicht seiner Atmosphäre aufweist, die den Wasserkreislauf insgesamt abschalten sollte.
Wie überquert Wasser diese Mittelschichtbarriere?
Die Antwort hat laut Computersimulationen in der aktuellen Studie mit zwei atmosphärischen Prozessen zu tun, die nur auf dem Roten Planeten zu finden sind.
Auf der Erde sind der Sommer auf der Nordhalbkugel und der Sommer auf der Südhalbkugel ziemlich ähnlich. Auf dem Mars ist dies jedoch nicht der Fall: Da die Umlaufbahn des Planeten viel exzentrischer ist als die der Erde, ist sie während des Sommers auf der südlichen Hemisphäre (der alle zwei Erdjahre stattfindet) deutlich näher an der Sonne. Die Sommer auf diesem Teil des Planeten sind also viel wärmer als die Sommer auf der Nordhalbkugel.
In diesem Fall öffnet sich nach den Simulationen der Forscher in der mittleren Marsatmosphäre zwischen 60 und 90 Kilometern Höhe ein Fenster, durch das Wasserdampf hindurchtreten und in die obere Atmosphäre entweichen kann. Zu anderen Zeiten werden durch den Mangel an Sonnenlicht die Wasserkreisläufe des Mars fast vollständig unterbrochen.
Der Mars unterscheidet sich auch von der Erde darin, dass der Rote Planet häufig von riesigen Staubstürmen überholt wird. Diese Stürme kühlen die Oberfläche des Planeten, indem sie Licht blockieren. Aber das Licht, das nicht die Marsoberfläche erreicht, bleibt in der Atmosphäre stecken, erwärmt sie und schafft Bedingungen, die besser für die Bewegung von Wasser geeignet sind, wie die Simulationen der Wissenschaftler zeigten. Unter globalen Staubsturmbedingungen, wie sie 2017 den Mars umhüllten, bilden sich winzige Wassereispartikel um die Staubpartikel. Diese leichten Eispartikel schweben leichter in die obere Atmosphäre als andere Wasserformen, sodass während dieser Zeiträume mehr Wasser in die obere Atmosphäre gelangt.
Staubstürme können noch mehr Wasser in die obere Atmosphäre befördern als die südlichen Sommer, zeigten die Forscher.
Sobald das Wasser die mittlere Grenze passiert, schreiben die Forscher, passieren zwei Dinge: Ein Teil des Wassers driftet nach Norden und Süden in Richtung der Pole, wo es sich schließlich ablagert. Ultraviolettes Licht in der oberen Atmosphäre kann aber auch die Bindungen zwischen Sauerstoff und Wasserstoff in den Molekülen lösen, wodurch der Wasserstoff in den Weltraum entweicht und der Sauerstoff zurückbleibt.
Dieser Prozess könnte Teil der Geschichte sein, wie ein einst durchnässter Mars in seiner gegenwärtigen Epoche so trocken geworden ist, schrieben die Forscher.
