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MARS
Letzte Eiszeit endete vor 400.000 Jahren
von Stefan Deiters
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27. Mai 2016

Radardaten der NASA-Sonde Mars Reconnaissance Orbiter haben neue Informationen über die jüngste Eiszeit auf dem Mars geliefert: Ablagerungen in der Eiskappe am Nordpol des Roten Planeten sprechen für ein Ende der letzten Kälteperiode vor rund 400.000 Jahren. Dies stimmt mit aktuellen Klimamodellen für den Planeten überein.

Polkappe

3D-Darstellung der nördlichen polaren Eiskappe des Mars auf Grundlage von Daten der Sonde 2001 Mars Odyssey. Bild: NASA / JPL / Arizona State University, R. Luk   [Großansicht

Wer den Mars selbst schon einmal durch ein Teleskop betrachtet hat, weiß, dass der Planet über helle Polkappen verfügt, die sich im Laufe eines Marsjahrs ausdehnen und wieder verkleinern. Die nördliche Polkappe besteht während des Sommers auf der Nordhalbkugel ausschließlich aus Wassereis, die südliche Polkappe ist auch während der wärmeren Jahreszeit noch von einer dünnen Schicht aus Kohlendioxideis überzogen.

Während des Winters in der jeweiligen Hemisphäre setzt sich dann Kohlendioxideis auf den jeweiligen Polkappen ab und lässt diese weiter anwachsen. Diese Schwankungen in der Ausdehnung der polaren Eiskappen sind regelmäßig im Verlauf eines Marsjahres zu beobachten.

Für die Klimamodelle des Mars spielen allerdings auch Variationen der Neigung der Rotationsachse des Planeten und die Form seiner Umlaufbahn eine wichtige Rolle. Diese Faktoren sorgen über Zeiträume von mehreren hunderttausend Jahren für Veränderungen des Klimas auf dem Planeten und auch für Eiszeiten.

Mithilfe des Shallow Subsurface Radar (SHARAD) an Bord der NASA-Sonde Mars Reconnaissance Orbiter haben Wissenschaftler nun die Schichten aus Eis und Staub in der nördlichen Polkappe des Planeten untersucht und nach Unterschieden in deren Zusammensetzung und Beschaffenheit gesucht, die Informationen über einen Klimawechsel in der Vergangenheit liefern könnten.

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Dabei stießen sie im Inneren der gesamten Polkappe auf eine Grenzschicht im Eis, oberhalb der sich das Eis offenbar sehr schnell und gleichförmig angesammelt hat. "Die Schichten in den oberen paar hundert Metern scheinen Eigenschaften zu haben, die auf eine Phase der Erosion hindeuten und ein anschließendes sehr schnelles Anwachsen, das bis heute andauert", so Isaac Smith vom Planetary Science Institute in Tucson im US-Bundesstaat Arizona.

Auf der Erde kommt es zu Eiszeiten, wenn es in den Polarregionen und höheren Breitengraden über mehrere tausend Jahre kälter ist als im Durchschnitt, so dass sich Gletscher auch in südlichere Regionen ausbreiten können. Auf dem Mars ist das anders: Dort kommt es zu Eiszeiten, wenn - durch die stärkere Neigung der Rotationsachse des Planeten - die Pole wärmer werden als Regionen in niedrigeren Breiten.

In solchen Phasen werden die Polkappen kleiner und Wasserdampf wandert in Richtung des Äquators, wo er sich in mittleren Breitengraden in Form von Bodeneis absetzen und zur Gletscherbildung führen kann. Wird es in den Polarregionen wieder kälter, kehrt sich der Prozess um und die Polkappen wachsen wieder an, während das Eis in mittleren Breiten verschwindet.

Genau diese Abfolge aus Verkleinerung der Polkappe und anschließendem Wiederanwachsen, glauben Smith und seine Kollegen in den SHARAD-Daten erkennen zu können. Die Daten stimmen auch mit Klimamodellen des Roten Planeten überein, nach denen die letzte Eiszeit auf dem Mars vor etwa 400.000 Jahren zu Ende gegangen ist. Seit damals sollte, so die Modelle, die Eisschicht an den Polen wieder um rund 300 Meter angewachsen sein.

Die maximale Dicke der von Smith und seinem Team identifizierten oberen Eisschicht beträgt 320 Meter. Mit dieser Eismenge könnte man den gesamten Planeten mit einer 60 Zentimeter dicken Eisschicht überziehen. "Das alles spricht dafür, dass wir hier tatsächlich Spuren der letzten Vergletscherung auf dem Mars und des anschließenden Wiederanwachsens der Polkappe entdeckt haben", so Smith. "Mit diesen Messungen werden wir besser verstehen, wie viel Wasser zwischen den Polen und niedrigeren Breiten hin- und herwandert, was wiederum zu präziseren Klimamodellen für den Mars führen wird."

Über ihre Studie berichten die Wissenschaftler in einem Fachartikel in der Zeitschrift Science.

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siehe auch
Mars: Hinweise auf Wasser in jüngster Vergangenheit? - 28. April 2014
Mars: Wasser noch vor 1,25 Millionen Jahren? - 4. März 2009
Mars Reconnaissance Orbiter: Verborgene Gletscher auf dem Mars entdeckt - 21. November 2008
2001 Mars Odyssey: Ende einer Eiszeit auf dem Mars? - 9. Dezember 2003
Mission Mars, die astronews.com-Berichterstattung über die Erforschung des roten Planeten
Links im WWW
Mars Reconnaissance Orbiter, Seite der NASA
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