Würfelförmiger Schnee, eisige Landschaften und Frost gehören zur kältesten Jahreszeit des Roten Planeten.
Wenn der Winter auf den Mars kommt, verwandelt sich die Oberfläche in eine wahrhaft jenseitige Urlaubsszenerie. Schnee, Eis und Frost begleiten die Minustemperaturen der Saison. Einige der kältesten davon treten an den Polen des Planeten auf, wo es bis zu minus 190 Grad Fahrenheit (minus 123 Grad Celsius) erreicht.
So kalt es auch ist, erwarten Sie keine Schneeverwehungen, die den Rocky Mountains würdig wären. Keine Region des Mars bekommt mehr als ein paar Meter Schnee, von denen der größte Teil auf extrem flache Gebiete fällt. Und die elliptische Umlaufbahn des Roten Planeten bedeutet, dass es noch viele Monate dauert, bis der Winter kommt: Ein einzelnes Marsjahr entspricht ungefähr zwei Erdenjahren.
Dennoch bietet der Planet einzigartige Winterphänomene, die Wissenschaftler dank der Roboter-Marsforscher der NASA untersuchen konnten. Hier sind einige der Dinge, die sie entdeckt haben:
Zwei Arten von Schnee
Marsschnee gibt es in zwei Varianten: Wassereis und Kohlendioxid oder Trockeneis. Weil die Luft auf dem Mars so dünn und die Temperaturen so kalt sind, sublimiert Wassereisschnee oder wird zu einem Gas, bevor es überhaupt den Boden berührt. Trockeneisschnee erreicht tatsächlich den Boden.
„Genug Wasserfälle, um sie mit Schneeschuhen zu überqueren“, sagte Sylvain Piqueux, ein Mars-Wissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien, dessen Forschung eine Vielzahl von Winterphänomenen umfasst. „Wenn Sie jedoch Skifahren wollten, müssten Sie in einen Krater oder eine Klippe gehen, wo sich auf einer geneigten Oberfläche Schnee ansammeln könnte.“
Auch auf dem Mars fällt Schnee, Eis und Reif bilden sich. Die Raumsonde der NASA auf dem Roten Planeten und in dessen Umlaufbahn zeigt die Ähnlichkeiten und Unterschiede dazu, wie wir den Winter auf der Erde erleben. Marswissenschaftler Sylvain Piqueux vom JPL erklärt in diesem Video. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
Wie wir wissen, dass es schneit
Schnee kommt nur an den kältesten Extremen des Mars vor: an den Polen, unter der Wolkendecke und nachts. Kameras auf umlaufenden Raumfahrzeugen können nicht durch diese Wolken sehen, und Oberflächenmissionen können in der extremen Kälte nicht überleben. Infolgedessen wurden noch nie Bilder von fallendem Schnee aufgenommen. Aber Wissenschaftler wissen, dass es dank einiger spezieller wissenschaftlicher Instrumente passiert.
Der Mars Reconnaissance Orbiter der NASA kann mit seinem Mars Climate Sounder-Instrument, das Licht in Wellenlängen erkennt, die für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar sind, durch die Wolkendecke spähen. Diese Fähigkeit hat es Wissenschaftlern ermöglicht, auf den Boden fallenden Kohlendioxidschnee zu erkennen. Und im Jahr 2008 schickte die NASA den Phoenix-Lander in eine Entfernung von 1.000 Meilen (etwa 1.600 Kilometer) zum Nordpol des Mars, wo er mit einem Laserinstrument auf die Oberfläche fallenden Wassereisschnee entdeckte.
Kubische Schneeflocken
Aufgrund der Art und Weise, wie sich Wassermoleküle beim Gefrieren verbinden, haben Schneeflocken auf der Erde sechs Seiten. Für alle Kristalle gilt das gleiche Prinzip: Die Anordnung der Atome bestimmt die Form eines Kristalls. Im Falle von Kohlendioxid verbinden sich Moleküle im Trockeneis im gefrorenen Zustand immer in Viererform.
„Weil Kohlendioxideis eine Symmetrie von vier hat, wissen wir, dass Trockeneis-Schneeflocken würfelförmig wären“, sagte Piqueux. „Dank des Mars Climate Sounder können wir sagen, dass diese Schneeflocken kleiner als die Breite eines menschlichen Haares sind.“
Jack Frost knabbert an deinem Rover
Sowohl Wasser als auch Kohlendioxid können auf dem Mars Reif bilden, und beide Arten von Reif treten auf dem Planeten weitaus häufiger auf als Schnee. Die Viking-Lander sahen Wasserfrost, als sie den Mars in den 1970er Jahren untersuchten, während der Odyssey-Orbiter der NASA beobachtete, wie sich Frost bildete und in der Morgensonne sublimierte.
Das wundersame Ende des Winters
Die vielleicht fabelhafteste Entdeckung kommt am Ende des Winters, wenn das gesamte Eis, das sich angesammelt hat, zu „tauen“ beginnt und in die Atmosphäre sublimiert. Dabei nimmt dieses Eis bizarre und wunderschöne Formen an, die Wissenschaftler an Spinnen, Dalmatinerflecken, Spiegeleier und Schweizer Käse erinnern.
Dieses „Auftauen“ führt auch zum Ausbruch von Geysiren: Lichtdurchlässiges Eis lässt das Sonnenlicht Gas darunter aufheizen, und dieses Gas platzt schließlich heraus und schickt Staubfächer auf die Oberfläche. Wissenschaftler haben tatsächlich damit begonnen, diese Fächer zu untersuchen, um mehr darüber zu erfahren, aus welcher Richtung Marswinde wehen.