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News: Ungleich gepolt

Auf dem Mars sind gefrorenes Wasser und Kohlendioxid höchst ungleich verteilt. So ist die nördliche Eiskappe viel größer als ihr südliches Pendant. Offenbar profitiert der Nordpol davon, dass der Südpol rund sechs Kilometer höher liegt.
Polkappen des Mars
Die Frage nach der Existenz von Wasser auf dem Mars ist müßig: Es ist da, wenngleich wohl nicht in flüssiger Form. Doch insbesondere die ausgedehnte Eiskappe des Nordpols besteht vorwiegend aus gefrorenem Wasser, während die geringen Eismassen am Südpol vornehmlich aus gefrorenem Kohlendioxid bestehen. Immerhin lassen die ersten Ergebnisse der Mars Odyssey vermuten, dass auch hier größere Mengen Wasser gebunden sind.

Womit wir bei einem, unter Marsforschern seit jeher diskutierten Problem sind: Warum nur sind die polaren Eiskappen des Mars so verschieden groß? Der einzig mögliche Massentransport ist schließlich der Wind, und Meere, welche diese Zirkulationen beeinflussen könntend gibt es - seit langem - nicht.

Viele Wissenschaftler nehmen daher an, dass die elliptische Bahn des Mars und seine um 25,1 Grad geneigte Achse der Grund dafür sind. So hat der Mars zwar genau wie die Erde Jahreszeiten, doch sind die stärker ausgeprägt und um einiges unsymmetrischer. Deshalb ist auf der Südhalbkugel Sommer, wenn der Planet der Sonne am nächsten ist. Im Nordsommer ist er schließlich rund 20 Prozent weiter von ihr entfernt.

Doch jetzt machten Mark Richardson vom California Institute of Technology (Pasadena) und John Wilson vom Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (Princeton) diesen Kollegen einen Strich durch die Rechnung, denn in ihren Computersimulationen zeigte sich, dass die Bahnparameter keinerlei Einfluss auf das Wettergeschehen des roten Planeten haben.

Ganz anders verhielt es sich hingegen mit den topografischen Gegebenheiten auf dem Mars. Aus unerfindlichen Gründen liegt der Südpol nämlich rund sechs Kilometer höher als der Nordpol. Überhaupt geht es von Süden nach Norden stetig abwärts. Ob hier einst ein gigantischer Asteroid große Teile der Marskruste wegsprengte oder ob asymmetrische Konvektionsströme im Mantel die Kruste im Süden des noch jungen Mars besonders verdickten, weiß kein Mensch.

Jedenfalls hat das Terrain einen bedeutsamen Einfluss auf die so genannten Hadley-Zellen - das sind globale Windkreisläufe, in denen am Äquator erwärmte - und wasserhaltige - Luft aufsteigt und zu den Polen im Norden beziehungsweise Süden strömt. Hier kühlt sie sich ab, sinkt zu Boden und fließt zum Äquator zurück. Im Winter gefriert ein Teil des Wassers: Die Eiskappe der Winterhalbkugel wächst.

Zwar beträgt der Luftdruck in der Marsatmosphäre nur 1,3 Prozent des irdischen, der hohe Kohlendioxidanteil bedingt jedoch eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Temperaturgradienten. Die Hadley-Zellen werden also trotz der dünnen Luft von einem kräftigen Motor angetrieben.

Da der Süden des Mars im Durchschnitt um einige Kilometer höher liegt, ist die Hadley-Zelle hier offenbar besonders intensiv und schießt im wahrsten Sinne des Worte über das Ziel hinaus. Wenn im Norden Winter herrscht - so die Simulation der Forscher -, transportiert die Hadley-Zelle der südlichen Hemisphäre einen Teil des Wassers über den Äquator hinaus, wo es in die nördliche Zelle gelangt und auf diese Weise schließlich zum Nordpol.

Warum der höher gelegene Süden eine kraftvollere Hadley-Zelle ausbildet als der Norden, ist ungewiss. Vielleicht liegt es daran, dass die hochgelegene Marsoberfläche im Süden hohe Luftschichten erwärmt, die im Norden viel kühler sind. Wie auch immer der Mechanismus im Detail funktioniert, das Spekulieren hat wohl ein Ende und die Forscher wissen jetzt, worauf sie sich zu konzentrieren haben.

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