Naturphänomen Das wummernde Saugen der Staubteufel

Die Wirbel wachsen auf dem Mars bis zu 20 Kilometer hoch. Jetzt zeigt sich: Staubteufel verraten sich durch leichte Erdbeben, sie saugen am Untergrund wie an einem Tischtuch - und erlauben Erkenntnisse über fremde Planeten.

Staubteufel in Eloy, Arizona: Erdbebensensoren sprangen an
NASA/ University of Michigan

Staubteufel in Eloy, Arizona: Erdbebensensoren sprangen an


Staubteufel entstehen bei starker Sonneneinstrahlung auf Oberflächen mit losem Material, etwa in Wüsten oder auf trockenen Äckern. Die starke Aufheizung lässt die Luft wirbeln. Auf der Erde können solche Staubfontänen, die meist nur einige Minuten dauern, mit Windböen von mehr als 100 Kilometern pro Stunde einhergehen.

Erstmals haben Forscher mit einem Erdbebenmessgerät nun Staubteufel registrieren können. Die Wirbel, die mehrere Hundert Meter breit werden können, wölben durch ihre Sogwirkung den Untergrund minimal auf - Erdbebensensoren springen an.

Die kurzzeitigen Verformungen können nicht nur Aufschluss geben über die Richtung der Staubwirbel, sondern auch über die Elastizität des Gesteins, berichtet ein Team um Ralph Lorenz von der Johns Hopkins University in Laurel im US-Bundesstaat Maryland im Fachblatt "Bulletin of the Seismological Society of America". Damit werden sie zu einem Instrument für die Erforschung fremder Planeten.

Zum Einsatz kommen soll das Verfahren etwa 2016 bei der InSight-Mission zum Mars, wo solche Wirbel häufig auftreten. Auf dem Mars, wo das Phänomen schon lange bekannt ist, registrierte die US-Weltraumbehörde Nasa schon Staubteufel von rund 20 Kilometern Höhe.

"Auf der Erde sind Staubteufel gelegentliche Ärgernisse und meteorologische Kuriositäten", wird Lorenz in einer Mitteilung der Seismological Society of America zitiert. "Auf dem Mars sind sie große Staubwirbel, die das Klima und die Operation solarbetriebener Fahrzeuge beeinflussen."

Staubteufel auf dem Mars - fotografiert von einem Nasa-Roboter
NASA/ JPL

Staubteufel auf dem Mars - fotografiert von einem Nasa-Roboter

Das Team um Lorenz testete ein Seismometer im Juni 2014 in der Wüste von Kalifornien in einem ausgetrockneten Flussbett bei Barstow, zwischen Los Angeles und Las Vegas. Zur Kontrolle stellten die Forscher um den Seismometer Barometer auf, die den für die Wirbel typischen Abfall des Luftdrucks registrieren sollten.

Am 27. Juni identifizierten die Forscher anhand der seismischen Signaturen zwei Staubteufel im Abstand von 10 Minuten. Die Durchmesser schätzten sie auf über 200 Meter und etwa 40 Meter. Der Luftdruckabfall - der die Intensität anzeigt - betrug beim ersten Wirbel etwa zwei Millibar.

Dieser Staubteufel wölbte den Untergrund den Messungen zufolge um etwa zwölf Millionstel Grad auf. "Im Wesentlichen saugt der Staubteufel am Untergrund und zieht ihn hoch wie ein Tischtuch", erläutert Lorenz. Bei einem Durchmesser von fünf Metern und einem Druckabfall von zwei Millibar, so kalkulieren die Forscher, sauge ein Wirbel am Untergrund in einer Größenordnung, die dem Gewicht eines Kleinwagens entspricht.

Rückschlüsse auf die Beschaffenheit des Untergrunds seien bei der Mars-Mission "InSight" ("Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport") nützlich, sagt Brigitte Knapmeyer-Endrun vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen. Die Mission soll kommenden März starten und Ende September den Planeten erreichen.

Dabei soll die Landeeinheit auf der Marsoberfläche ein Seismometer absetzen, an dessen Bau das Göttinger Institut beteiligt ist. Das Instrument solle in erster Linie Aufschluss geben über Marsbeben oder Einschläge von Himmelskörpern auf dem Planeten, sagt Knapmeyer-Endrun. Dazu müsse man den Einfluss atmosphärischer Phänomene herausrechnen - also unter Umständen auch das Einwirken von Staubteufeln.

Walter Willems, dpa/boj



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