Wenn auf Erden der Frühling kommt, sprießen hübsche Blumen hervor. Auf dem Mars aber schießen dann ganz andere Dinge aus dem Boden. Treffen die ersten Sonnenstrahlen die Eiskappe am Südpol des Roten Planeten, brechen machtvolle Kohlendioxid-Fontänen aus der Oberfläche. Die Gas-Säulen reißen feinen, dunklen Sand in die dünne Atmosphäre und verteilen ihn in weitem Umkreis. Das Ergebnis sind bis zu 50 Meter breite fächerartigen Gebilde, umgeben von sternförmigen Kanalsystemen. Nach drei bis vier Monaten sind die mysteriösen Muster wieder verschwunden.
Bisher hatten Experten angenommen, dass es sich bei diesen Strukturen um Bereiche handelt, in denen die Sonne das Eis bereits aufgetaut hat und deswegen der dunklere Marsboden zu sehen ist. Dementsprechend müssten die dunklen Bereiche wärmer sein als das Eis in der näheren Umgebung.
Das sind sie aber nicht, wie neue Daten der Sonde "Mars Odyssey" zeigen. Die dunklen Stellen seien genauso kalt wie das umgebende Eis, schreiben Philip Christensen von der Arizona State University und seine Kollegen in der Fachzeitschrift "Nature". Die Forscher haben auch beobachtet, dass sich die Flecken extrem schnell bildeten: Innerhalb von nur wenigen Tagen, nachdem die ersten Sonnenstrahlen des Frühlings auf das Eis gefallen waren, seien bereits zahlreiche Flecken aufgetaucht.
Eisschicht schmilzt nicht, sondern steht unter Druck
Aufgrund dieser neuen Erkenntnisse haben Christensen und seine Kollegen ein neues Modell zur Entstehung der Marsflecken entwickelt. Sie nehmen an, dass der Grundstein für die Fleckenbildung bereits im kalten Marswinter gelegt wird - wenn die Temperaturen so niedrig sind, dass das Kohlendioxid aus der dünnen Marsatmosphäre gefriert und auf das ewige Eis der Polkappe rieselt.
Nach Vorstellung des Wissenschaftler bildet sich im Laufe des Marswinters aus dem feinen Trockeneis dann eine dichtere, halbtransparente Eisschicht. Gleichzeitig würden eingeschlossene Staub- und Sandpartikel nach unten sinken und sich als dunkle Schicht unter der oberen Eisdecke anreichern.
Fällt nun Sonnenlicht durch das Eis auf die dunklen Partikel, erwärmen sie sich lassen das Kohlendioxid-Eis um sich herum gasförmig werden. Dadurch steigt der Druck unter der Eisschicht an, so das Szenario. Allerdings halte das Material dem steigenden Druck nicht ewig stand, so dass die Eisschicht schließlich an den schwächsten Stellen aufbreche.
Frühjahrsfontänen aus Sand und Kohlendioxid
Aus den Öffnungen ströme dann das angestaute Gas mit Geschwindigkeiten von über 150 Kilometern pro Stunde heraus und reiße Staub und Sand in die Höhe, glauben die Wissenschaftler. "Wenn man dort wäre, stünde man auf einer Scholle aus Kohlendioxid-Eis", sagt Christensen. Unter der einen Meter dicken Eisschicht sähe man den dunklen Boden. "Um einen herum reißen brüllende Fontänen aus Kohlendioxid-Gas Sand und Staub Dutzende von Metern in die Höhe." Vergleichbares gebe aus auf der Erde nicht.
Nach Angaben der Forscher fallen die schwersten der in die Luft geschleuderten Partikel direkt an der Eisdecken-Öffnung wieder zu Boden. Dadurch bildeten sich die deutlich sichtbaren Flecken. Die leichteren Teilchen hingegen würden vom Wind erfasst und breiteten sich fächerförmig rund um die Öffnung aus.
Auch für die spinnenartigen Kanalsysteme haben Christensen und seine Kollegen eine Erklärung: Sie entstünden unter der Eisschicht, wenn das Gas unter dem Eis in Richtung der Öffnungen strömt und sich dabei in den Boden gräbt.
Die Fontänen versiegen übrigens erst, wenn die obere Eisschicht vollständig verschwunden ist - bis zum nächsten Jahr.
fba/ddp
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