Die Mars-Atmosphäre
Quelle: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Der Mars vermag aufgrund seiner geringen Masse, nur eine sehr dünne Atmosphäre zu halten. Deshalb beträgt der mittlere Luftdruck an der Oberfläche nur 6,36 hPa (Hektopascal). Das entspricht dem Druck der Erdatmosphäre in 35 Kilometern Höhe. Auch besteht die Atmosphäre des roten Planeten vorwiegend aus dem giftigen Gas Kohlendioxid (CO2), rund 95 %, knapp 2,7 % entfallen auf molekularen Stickstoff N2, 1,6 % Argon, und gerade einmal 0,13 % auf Sauerstoff. Auch Spuren von Wasserdampf sind vorhanden: 0,02 %.
Die niedrige Temperatur auf dem Mars trägt zum Erhalt der Atmosphäre bei. Die globale mittlere niedrige Temperatur der Atmosphäre misst -59 °C – die Temperaturspanne liegt zwischen -143 °C und +35 °C. Der Spitzenwert wir in einigen Regionen nahe des Äquators am Nachmittag erreicht. Doch schon wenige Meter über dem Boden fällt die Temperatur unter den Gefrierpunkt. Die Nächte auf dem Planeten sind extrem kalt, wenn die Temperatur auf -80 °C und -120 °C fällt.
Weil die Rotationsachse rund 25 Grad gegen die Bahnebene geneigt ist, gibt es auch Polarnächte auf dem Mars. Dann gehen die Temperaturen auf -120 °C oder noch weniger zurück. Dann ist es so kalt, dass Kohlendioxid als Schnee auf die Polregion herabfällt. Diese Trockeneisschicht ist aber maximal wenige Zentimeter dick.
Sich bewegende Wolken sind von den Rovern ebenfalls beobachtet worden. Allerdings sind diese oftmals sehr klein und nicht mit den ausgedehnten und dicken Wolkenfeldern in der Erdatmosphäre vergleichbar.
Dynamische Atmosphäre
Quelle: NASA/JPL
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Da der Mars jedoch kein Magnetfeld besitzt, das die Atmosphäre vor dem Sonnenwind schützt, wird ihre oberste Schicht nach und nach in den Weltraum geblasen, wodurch der Mars seine Atmosphäre langsam verliert. Früher, vor Milliarden von Jahren, als die Atmosphäre des Mars dichter war als heute, gab es auf dem Mars Flüsse, Seen und Ozeane. Es existiert ein sehr schwacher Wasserzyklus, der auf die Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht zurückgeht. Wichtige Erfahrungen zu den klimatischen Bedingungen sammelte man während des über 7-jährigen Aufenthalts der „Mars Exploration Rover“.
Trotz ihres geringen Drucks ist die Marsatmosphäre sehr aktiv. Immer wieder verhüllen globale Staubstürme den gesamten Planeten und verhindern für eine Weile den Blick auf seine Oberfläche. Die Stürme treten meist während des Südsommers auf, wenn sich der Planet im Bereich des Perihels befindet. Im Marssommer auf der Nordhalbkugel wurden Winde mit Geschwindigkeiten bis zu 35 km/h gemessen. Im Herbst erhöht sich die Geschwindigkeit auf 36 km/h um im Winter Werte zwischen 60 und 110 km/h zu erreichen. Dann kommt es immer wieder zu Staubstürmen, die auch von der Erde aus zu beobachten sind. Rings um den Nordpol haben Marswinde ein ausgedehntes, zirkumpolares Dünenfeld erzeugt, das sich ständig verändert. Die Sonde Phoenix registrierte sogar Windgeschwindigkeiten bis 360 km/h. Mit einem Mikrofon hat sie die Geräusche des Marswindes aufgezeichnet.
Immer wieder bilden sich über der von der Sonne erwärmten Oberfläche Luftwirbel und Staubteufel, die geschlängelte dunkle Bahnen auf die mit hellem dünnem Staub bedeckte Oberfläche zeichnen.
Die Sonde Phoenix registrierte auch zum ersten Mal Schneefall. Flocken aus Wassereis kamen aus Wolken in vier Kilometer Höhe, verdampften aber in der dünnen Marsatmosphäre, bevor sie den Boden erreichten.
Der relativ hohe Anteil an schwereren Isotopen in der Atmosphäre des Mars zeigt, dass die Lufthülle einst dichter und wärmer war. Die leicht flüchtigen Gase gingen inzwischen durch den Sonnenwind verloren, während die schwereren sich im Verhältnis anreicherten.
Quellen
Keller, H.-U.: Kosmos Himmelsjahr 2018 (2017), Franckh-Kosmos Verlags-GmbH & Co. KG, Stuttgart, ISBN: 3-440-15439-7
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