Der Aufbau von Sonnenwärme trägt wahrscheinlich zu den Staubstürmen auf dem Mars bei, finden Forscher heraus

Ein saisonales Ungleichgewicht in der vom Planeten Mars aufgenommenen und abgegebenen Menge an Sonnenenergie ist eine wahrscheinliche Ursache für die Staubstürme, die Beobachter seit langem faszinieren, berichtet ein Forscherteam.

Das extreme Ungleichgewicht des Mars im Energiehaushalt (ein Begriff, der sich auf die Messung der Sonnenenergie bezieht, die ein Planet von der Sonne aufnimmt und dann als Wärme abgibt) wurde von den Forschern der University of Houston, Liming Li, außerordentlicher Professor für Physik, dokumentiert; Xun Jiang, Professor für Atmosphärenwissenschaften; und Ellen Creecy, Doktorandin und Hauptautorin eines Artikels, der diese Woche im veröffentlicht werden soll Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

„Eines unserer interessantesten Ergebnisse ist, dass der Energieüberschuss – es wird mehr Energie absorbiert als abgegeben – einer der Erzeugungsmechanismen der Staubstürme auf dem Mars sein könnte. Zu verstehen, wie dies auf dem Mars funktioniert, könnte Hinweise auf die Rolle liefern, die der Energiehaushalt der Erde spielt die Entwicklung schwerer Stürme, einschließlich Hurrikane, auf unserem eigenen Planeten“, sagte Creecy.

Eine dünne Atmosphäre und eine sehr elliptische Umlaufbahn machen den Mars besonders anfällig für große Temperaturunterschiede. Es absorbiert extreme Mengen an Sonnenwärme, wenn es in seinen Perihel-Jahreszeiten (Frühling und Sommer für die südliche Hemisphäre des Mars) am nächsten zur Sonne schwingt, was der gleiche extreme Teil der Umlaufbahn ist, wenn seine Staubstürme auftreten. Da seine Umlaufbahn den Mars weiter von der Sonne entfernt, wird weniger Sonnenenergie vom Planeten absorbiert. Dasselbe Phänomen tritt auch auf der Erde auf, aber die Forscher fanden es auf dem Mars besonders extrem.

Auf der Erde können Energieungleichgewichte je nach Jahreszeit und Jahr gemessen werden und sie spielen eine entscheidende Rolle bei unserer globalen Erwärmung und dem Klimawandel. In einem separaten Projekt untersuchen Creecy und ihre Kollegen, ob das Energieungleichgewicht auf dem Mars auch auf längeren Zeitskalen besteht und welche Auswirkungen dies auf den Klimawandel des Planeten hätte.

„Der Mars ist kein Planet, der über irgendwelche echten Energiespeichermechanismen verfügt, wie wir sie auf der Erde haben. Unsere großen Ozeane zum Beispiel tragen dazu bei, das Klimasystem auszugleichen“, sagte Creecy.

Dennoch weist der Mars Anzeichen dafür auf, dass Ozeane, Seen und Flüsse einst reichlich vorhanden waren. Also was ist passiert? Die Fakten darüber, warum oder wann der Planet zu einer heißen, staubigen Kugel mit einer Fülle von Eisenoxid getrocknet ist, sind ungeklärt – eigentlich Rost, dessen gelbbraune Farbe Beobachter vor Jahrhunderten dazu inspirierte, ihn den Roten Planeten zu nennen.

„Der Mars hatte in der Vergangenheit Ozeane und Seen, aber später erlebte er die globale Erwärmung und den Klimawandel. Irgendwie verlor der Mars seine Ozeane und Seen. Wir wissen, dass jetzt auf der Erde ein Klimawandel stattfindet. Was halten also die Lehren aus der Mars-Erfahrung? für die Zukunft der Erde?“, fragte Li.

Creecy und ihre Kollegen kamen zu ihren Schlussfolgerungen, indem sie die Daten von vier Jahren (das sind Marsjahre, ungefähr acht Erdjahre) der Umlaufbahnen und Temperaturen des Mars mit den von NASA-Missionen dokumentierten Bedingungen verglichen.

Für Planeten-Enthusiasten weisen sie darauf hin, dass viele der Daten kostenlos von der Planetary Data Systems-Website der NASA abgerufen werden können, obwohl einige Informationen nur Forschern zur Verfügung stehen. Sie arbeiteten auch mit NASA-Wissenschaftlern zusammen, darunter mehreren, die Schlüsselmitglieder früherer Missionen waren, darunter der Mars Global Surveyor und die beiden Rover Curiosity und Insight, die noch immer vor Ort im Einsatz sind.

„Wenn wir unsere Augen für ein weites Feld öffnen, ist die Erde nur ein Planet. Mit nur einem Punkt können wir niemals ein vollständiges Bild sehen. Wir müssen alle Punkte, alle Planeten betrachten, um ein vollständiges Bild der Entwicklung zu erhalten unsere eigene Erde. Es gibt viele Dinge, die wir von den anderen Planeten lernen können“, sagte Li. „Durch das Studium der Geschichte des Mars gewinnen wir viel. Was ist der Klimawandel? Was ist die zukünftige Phase für unseren Planeten? Wie sieht die Entwicklung der Erde aus? So viele Dinge, die wir von anderen Planeten lernen können.“

Neben Creecy, Li und Jiang als Co-Autoren des Artikels waren Michael Smith vom NASA Goddard Space Flight Center in Greenbelt, MD; David Kass und Armin Kleinböhl, beide Jet Propulsion Laboratory am California Institute of Technology; und Germán Martínez vom Lunar and Planetary Institute in Houston.