Staubstürme kommen auf dem Mars häufig vor. Aber ungefähr einmal pro Jahrzehnt passiert etwas Ungewöhnliches: Eine Reihe Stürme bricht los und hüllt den gesamten Planeten in einen staubigen Dunst ein.
Im letzten Jahr gewannen NASA-Raumsonden detaillierte Einblicke in den Lebenszyklus des globalen Staubsturms von 2018, der die Mission des Marsrovers Opportunity beendete. Während Wissenschaftler noch die Daten betrachten, warfen zwei Abhandlungen kürzlich neues Licht auf ein Phänomen, das innerhalb des Sturms beobachtet wurde: Staubtürme oder dichte Wolken aus Staub, die sich im Sonnenlicht erwärmen und hoch in den Himmel steigen. Forscher denken, dass im Staub gefangener Wasserdampf sie wie einen Aufzug in den Weltraum nutzen könnte, wo Sonnenstrahlung die Moleküle aufspaltet. Das könnte helfen zu erklären, wie das Wasser auf dem Mars im Laufe von Milliarden Jahren verschwand.
Staubtürme sind gewaltige, wogende Wolken, die dichter sind und viel höher steigen als der normale Hintergrundstaub in der dünnen Marsatmosphäre. Sie treten auch unter normalen Bedingungen auf, aber während globalen Stürmen scheinen sie sich in größeren Anzahlen zu bilden.
Ein Staubturm beginnt auf der Oberfläche des Planeten als ein Gebiet von von der Größe Rhode Islands mit rasch aufsteigendem Staub. Bis ein Staubturm eine Höhe von 80 Kilometern erreicht, wie beim globalen Staubsturm 2018 beobachtet wurde, könnte er so breit wie Nevada sein. Wenn der Turm zerfällt, kann in einer Höhe von etwa 56 Kilometern eine Staubschicht bilden, die breiter als die kontinentalen Vereinigten Staaten ist.
Die kürzlichen Ergebnisse zu Staubtürmen wurden mit freundlicher Unterstützung des Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) erzielt, der vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena (Kalifornien) betrieben wird. Obwohl globaler Staub die Planetenoberfläche verhüllt, kann der MRO sein wärmeempfindliches Mars Climate Sounder Instrument verwenden, um durch den Dunst zu blicken. Das Instrument wurde speziell für die Messung von Staubkonzentrationen entworfen. Seine Daten, kombiniert mit Bildern einer Bordkamera namens Mars Context Imager (MARCI), ermöglichte Wissenschaftlern, zahlreiche Staubtürme zu registrieren.
Wie verlor der Mars sein Wasser?
Staubtürme scheinen das ganze Marsjahr hindurch aufzutreten, aber der MRO beobachtete während des globalen Staubsturms von 2018 etwas Ungewöhnliches. “Normalerweise würde der Staub in ungefähr einem Tag heruntersinken, aber während eines globalen Staubsturms erneuern sich die Türme kontinuierlich über Wochen hinweg”, sagte der Hauptautor der Studie, Nicholas Heavens von der Hampton University in Hampton (Virginia). In manchen Fällen wurden mehrere Türme bis zu 3,5 Wochen lang beobachtet.
Die Rate der Staubaktivität überraschte Heavens und andere Wissenschaftler. Aber besonders erstaunlich ist die Möglichkeit, dass die Staubtürme als “Weltraumaufzüge” für anderes Material agieren und es durch die Atmosphäre transportieren. Wenn sich Staub in der Luft erwärmt, erschafft er Aufwinde, die Gase mitreißen, darunter die kleine Menge Wasserdampf, die manchmal in Form zarter Wolken auf dem Mars beobachtet wird.
Eine frühere Studie unter Leitung von Heavens zeigte, dass Wassermoleküle während eines globalen Staubsturms auf dem Mars im Jahr 2007 in die obere Atmosphäre gelangten. Sonnenstrahlung konnte sie dort in Teilchen aufspalten, die leicht in den Weltraum entweichen. Das könnte ein Hinweis darauf sein, wie der Rote Planet im Verlauf von Milliarden Jahren seine Seen und Flüsse verlor und zu der frostigen Wüste wurde, die er heute ist.
Wissenschaftler können nicht mit Sicherheit sagen, was die globalen Staubstürme verursacht. Sie haben bislang erst weniger als ein Dutzend untersucht. “Globale Staubstürme sind wirklich ungewöhnlich”, sagte Davin Kass vom JPL, ein Mitglied des Mars Climate Sounder Teams. “Auf der Erde haben wir tatsächlich nichts Vergleichbares, wobei sich das Wetter des gesamten Planeten für mehrere Monate verändert.” Mit Zeit und weiteren Daten hofft das MRO-Team die während globalen Stürmen entstehenden Staubtürme besser zu verstehen und nachzuvollziehen, welche Rolle sie beim Entziehen von Wasser aus der Atmosphäre des Roten Planeten spielen könnten.
(THK)
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