Eisschichten auf dem Mars erzählen bewegte Klimageschichte

Sonneneinstrahlung ist auf unserem Nachbarplaneten für wechselhaftes Klima verantwortlich
Die nördliche Polkappe des Mars.
Die nördliche Polkappe des Mars.
© NASA/JPL / Malin Space Science Systems
Kopenhagen (Dänemark) - Warum nicht auf dem Mars probieren, was auch auf der Erde geht? So wie Geologen und Klimaforscher aus den Ablagerungen in Eisbohrkernen die Klimageschichte unseres Planeten nachvollziehen können, so lässt sich das im Prinzip auch auf dem Mars tun. Zwar gibt es noch keine Roboter, die direkte Bohrungen vornehmen können. Doch stattdessen kann man die Verwitterungszone an den vereisten Polkappen untersuchen. Ein internationales Team von Wissenschaftlern hat nun anhand von Aufnahmen der Eisschichten an den Marspolen ermitteln können, wie sich in den letzten Millionen Jahren das dortige Klima verändert hat. Im Fachblatt „Icarus“ berichten sie, dass der Mars eine recht wechselhafte Klimageschichte besitzt. Dies beruht im wesentlichen auf dem Einfluss der Sonne, denn die Drehachse des Mars ist nicht so stabil wie die der Erde. Dadurch kommt es zu stark unterschiedlicher Sonneneinstrahlung mit stark variierendem Klima.

„Der Mars besitzt ein viel einfacheres Klimasystem als die Erde“, erklärt Hauptautorin Christine Hvidberg von der Universität Kopenhagen. „Er hat nur eine dünne Atmosphäre und keinen Ozean. Unsere Resultate zeigen, dass über Millionen Jahre das Marsklima durch die Sonneneinstrahlung bestimmt wurde.“ Vor allem die Verschiebungen der Drehachse verursachten dramatische Veränderungen bei Sonneneinstrahlung und damit auch im Klima. „Auf der Erde ist das Kippen der Drehachse sehr viel geringer“, so Hvidberg weiter. „Aber es könnte der Grund für die Eiszeiten auf unserem Planeten sein.“

An den Marspolen wechseln sich Eis- und Staubschichten unterschiedlicher Dicke ab. Mit Hilfe mathematischer Modelle konnten die Forscher ermitteln, dass über tausende Jahre abwechselnd Eis abgelagert wurde, mit circa einem halben Millimeter pro Jahr. Dann gab es wieder lange Perioden, in denen Staub auf den dicken Eispanzer fiel. Dieser Staub schützte das darunter liegende Eis während der wärmeren Phasen vor der Sonne, so dass die Eiskappe am Nordpol auf die beeindruckende Dicke von schätzungsweise fünf Kilometern anwachsen konnte. Am Nordpol besitzt die Eiskappe einen Durchmesser von rund 1.000 Kilometern, die am Südpol ist deutlich kleiner.

Die dünne Atmosphäre des Mars besteht zu gut 95 Prozent aus dem Treibhausgas Kohlendioxid. Der sehr geringe Luftdruck entspricht dem der Erde in 35 Kilometern Höhe. Deshalb ist trotz des hohen Kohlendioxidanteils der Treibhauseffekt so schwach, dass die mittlere Temperatur nur bei minus 55 Grad Celsius liegt, an den Polen noch niedriger. Dementsprechend sind dort große Mengen gefrorenes Kohlendioxid und Wassereis gespeichert.

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