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News: Fernerkundung par excellence

Wann der Mensch auf dem Mars die ersten Schritte tut, ist ungewiss. Doch mithilfe von Satelliten lassen sich schon jetzt zahlreiche Rätsel lösen. Zum Beispiel das der geschichteten Eismassen am Nordpol des roten Planeten.
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Die Erforschung des Mars ist Fernerkundung im wahrsten Sinne. Während die Viking-Sonden den roten Planeten schon in den siebziger Jahren immerhin mit einer Auflösung von zehn bis 20 Metern aufzunehmen vermochten, bilden die Kameras des Mars Global Surveyor derzeit schon Strukturen ab, die allenfalls einige Dutzend Zentimeter groß sind. Beste Voraussetzungen also, um die filigranen Strukturen der Eiskappen zu studieren.

Diese Eispanzer sind bis zu 2,5 Kilometer mächtig und - ganz ähnlich wie ihre irdischen Pendants - regelmäßig geschichtet. Und da Schichtung im geologischen Sinne immer für den Wechsel von Umweltbedingungen steht, können solche Strukturen wertvolle Einblicke in die Klimageschichte gewähren.

So sind in solchen Lagen hier auf der Erde unter anderem die so genannten Milankovic-Zyklen überliefert, die Ausdruck regelmäßig schwankender Erdbahnparameter sind. Sie beschreiben periodische Veränderungen der Schiefe der Ekliptik, der Präzession - also der Lage der Erdachse im Raum - und der Exzentrizität, welche die Schwankungen der mehr oder minder ellipsenförmigen Bahn der Erde um die Sonne beschreibt. Ihretwegen verändert sich die Intensität der Sonnenstrahlung auf der Erde - und damit auch das Klimageschehen.

Auch der Mars unterliegt solchen Schwankungen - wenngleich sie dort ungleich stärker sind. Denn der Mars liegt nicht nur den massereichen äußeren Planeten näher, ihm fehlt auch ein großer, Bahn stabilisierender Mond. Kurzum: Während die irdische Schiefe der Ekliptik um gerade einmal 2,5 Grad schwankt, taumelt die Marsachse mit bis zu 47 Grad um den gedachten Mittelpunkt. Auch die Exzentrizität erreicht beim Mars deutlich höhere Werte.

Forscher um Jacques Laskar vom Observatoire de Paris haben nun - mithilfe präziser Höhenmessungen - die Dicken der Hell-Dunkel-Wechsel mit jenen schwankenden Marsbahnparametern in Beziehung gesetzt - und kommen zu dem Schluss, das eine 350 Meter mächtige Eisabfolge vermutlich innerhalb von 900 000 Jahren entstand. Das entspricht einer Akkumulationsrate von knapp einem halben Millimeter pro Jahr.

Dies hieße, dass die alles in allem rund 2,5 Kilometer mächtige Eisbedeckung in nur fünf Millionen Jahren entstand. Und das passt gut ins Bild, denn in den Millionen Jahren davor war die Schiefe der Ekliptik besonders hoch. Ergo waren in jener Zeit auch die saisonalen Klimaunterschiede am prägnantesten. Eine Eiskappe hätte sich unter diesen Umständen am Nordpol somit nicht halten können.

War in der Zeit womöglich eine noch ältere Polkappe der Sonne zum Opfer gefallen? Sind zu damals also die Flüsse, Seen und Meere entstanden, deren Zeugnisse allerorts offensichtlich scheinen? Nun, immerhin halten allein die nördlichen Eismassen genug Wasser, um den ganzen Mars in einem mehrere Meter tiefen Ozean zu versenken. Andererseits jedoch lässt die Dichte von Meteoritenkratern auf der gegenüberliegenden Südpolseite darauf schließen, dass der Eispanzer hier mindestens 100 Millionen Jahre überdauerte.

Warum aber sollte die nördliche Eiskappe schmelzen, die südliche hingegen nicht? Dafür könnte es verschiedene Ursachen geben - die topographischen Ungleichheiten von Nord- und Südhalbkugel beispielsweise, die nachhaltigen Einfluss auf die atmosphärischen Zirkulationen haben. Solange die Forscher dem "ewigen" Eis des Mars keine Bohrkerne entnehmen können, sind sie wohl weiterhin auf die Methoden der Fernerkundung angewiesen - und die sind noch lange nicht ausgereizt.

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