Staubstürme gehören zu den charakteristischen Merkmalen der Marsatmosphäre. Ihr Ausmaß reicht von kleinen Staubteufeln bis hin zu globalen Ereignissen, und sie beeinflussen das Klima auf dem Mars durch atmosphärische Veränderungen. Untersuchungen des Klimas auf dem Mars sind wichtig, um Ansätze zur Modellierung der Marsatmosphäre für Missionen zu steuern, so dass Raumsonden sie in den Eintritts-, Abstiegs- und Landephasen und später auch bei Operationen auf der Oberfläche berücksichtigen können.
Mittelgroße bis große Staubsturmereignisse treten normalerweise in der zweiten Hälfte des Marsjahres im Herbst und Winter auf der Nordhalbkugel auf, und sie wachsen, wenn sich kleinere Staubstürme zusammenschließen. Die Raumsonden Mars Global Surveyor und Mars Reconnaissance Orbiter produzieren täglich globale Karten des Mars.
Die Astronomen Michael Battalio und Huigun Wang von Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) haben diese Bilder verwendet, um die Mars Dust Activity Database (MDAD) zu erstellen – einen umfassenden Datensatz über Staubstürme im Verlauf von acht Marsjahren. Sie nutzten die Datenbank, um die Eigenschaften von Staubstürmen zu analysieren.
Die Wissenschaftler analysierten die MDAD-Datenbank und fanden insgesamt 14.974 Staubstürme in dieser Zeitperiode, die jeweils größer als 100.000 Quadratkilometer waren und über mehrere Marstage hinweg verfolgt werden konnten. Eine Staubsturmsequenz definierten sie als eine Sammlung von Staubstürmen mit einem kohärenten Kurs über mehr als drei Tage. Sie fanden 228 solcher Sequenzen in der Datenbank, die sie anschließend analysierten. Dabei stellten sie fest, dass sich die Sequenzen in drei Typen kategorisieren lassen, abhängig von der Anzahl und Größe der Mitglieder, aus denen sie bestehen. Die Forscher fanden 43 Sequenzen mit Flächen größer als zehn Millionen Quadratkilometer und definierten sie als Hauptsequenz.
Hauptsequenzen beeinflussen die Transmission, die thermale Struktur und die Zirkulation der Marsatmosphäre beträchtlich. Sie treten in kürzeren saisonalen Zeitfenstern auf als die anderen Sturmsequenzen und bestehen aus Mitgliedern, die jeweils größer und dauerhafter sind als die Stürme in den anderen Sequenzen.
Die Autoren ziehen noch andere wichtige Schlussfolgerungen, insbesondere dass die Hauptsequenzen einzigartige Vorgeschichten haben; beispielsweise vergrößert sich die Fläche eines Staubsturms in den sechs vorangegangenen Marstagen stetig. Die MDAD-Datenbank, der umfangreichste verfügbare Katalog zur Staubaktivität, ist eine wertvolle neue Ressource für die Modellierung der Marsatmosphäre und für die Missionsplanung.
Abhandlung: “The Mars Dust Activity Database (MDAD): A Comprehensive Statistical Study of Dust Storm Sequences” von Michael Battalio und Huiqun Wang, Icarus, 354, 114059, 2021.
(THK)
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