Sanddünen auf dem Mars können sich schneller verändern als gedacht

Dünen im Norden des Mars sind nicht in der Zeit eingefroren, wie einige gedacht haben - umgekehrt können sich ihre Sande sowohl langsam als auch schnell verschieben, haben Wissenschaftler herausgefunden.

Diese Dünenfelder bedecken ein Gebiet von der Größe von Texas in einem Streifen um den Roten Planeten am Rand der nördlichen Polkappe des Mars. Die meisten Daten deuteten darauf hin, dass sie ziemlich statisch und vielleicht verkrustet waren - Relikte aus der Vergangenheit, als die Winde auf der Marsoberfläche viel stärker waren als heute.

Die Vorher-Nachher-Bilder des NASA-Mars-Aufklärungs-Orbiters, aufgenommen in zwei Marsjahren - das Äquivalent von vier Erdjahren - zeigen eine andere Geschichte.

"Die Größenordnung der Veränderungen, die wir sahen, war wirklich überraschend", sagte die Planetenwissenschaftlerin Candice Hansen vom Planetary Science Institute in Tucson, Arizona, gegenüber ProfoundSpace.org. Hansen ist stellvertretender Projektleiter für die HiRISE-Kamera (High Resolution Imaging Science Experiment) auf dem Mars Reconnaissance Orbiter und Co-Autor einer Studie, die diese Ergebnisse in der Ausgabe vom 4. Februar der Zeitschrift Science beschreibt.

"Im ersten Jahr, in dem wir uns die HiRISE-Bilder angesehen haben, war es verlockend zu sagen, dass es Veränderungen gab, aber erst im zweiten Jahr hatten wir etwas, mit dem wir unsere ersten Ergebnisse vergleichen konnten", sagte Hansen.

Sanddünengeheimnisse auf dem Mars

Das Geheimnis hinter diesen sich verschiebenden Mars-Sanddünen ist ein zweifaches - das saisonale Kommen und Gehen von "Trockeneis" ist eine Ursache, und überraschend starke Windböen machen die andere aus.

In der Saison frieren etwa 30 Prozent des Kohlendioxids in der Atmosphäre aus der Atmosphäre und decken jeden Pol ab, den es im Winter gibt. Dieses gefrorene Kohlendioxid oder Trockeneis wandelt sich dann im Frühjahr direkt wieder in Gas um.

"Diese Gasströmung destabilisiert den Sand auf den Sanddünen des Mars, verursacht Sandlawinen und schafft neue Nischen, Rinnen und Sandschürzen auf den Marshügeln", sagte Hansen. "Das Ausmaß der Erosion in nur einem Mars-Jahr war wirklich erstaunlich. An einigen Stellen haben sich Hunderte von Kubikmetern Sand das Gesicht der Dünen entlang gewälzt."

Frühere Forschungen mit HiRISE haben ergeben, dass in kleineren Sanddünenfeldern auf der Südhalbkugel des Mars entstandene Rinnen auch mit Veränderungen des saisonalen Kohlendioxideises verbunden sind.

"Es wird deutlich, dass es sehr aktive Prozesse auf dem Mars gibt, die mit den saisonalen Polarkappen zusammenhängen", sagte Hansen.

Darüber hinaus scheinen im Norden überraschend starke Winde im Spiel zu sein. Modelle der Marsatmosphäre sagen keine starken Winde voraus, um Sandkörner anzuheben, und Daten von Marslandern wie Phoenix zeigten, dass starke Winde selten sind. Dennoch fanden die Forscher heraus, dass Narben von vergangenen Sandlawinen in nur einem Marsjahr teilweise gelöscht werden konnten.

"Vielleicht ist polares Wetter für hohe Windgeschwindigkeiten förderlicher", schlug Hansen vor.

Mars verändern

Insgesamt ergaben die Bilder von HiRISE, dass sich während der analysierten Zeit etwa 40 Prozent der Standorte in dieser Region verändert haben. Dies deutet darauf hin, dass es tatsächlich zu den aktivsten Landschaften auf dem Mars gehört, obwohl bis dahin nur wenige Veränderungen in diesen dunklen Dünen festgestellt wurden.

"Wir müssen den Mars als einen Ort betrachten, der im heutigen Klima eine aktive Geologie hat, nicht nur in der Vergangenheit", sagte Hansen.

Zukünftige Forschung kann sich auf die Innereien dieser nördlichen Dünen konzentrieren.

"Die alte gängige Meinung war, dass das Innere dieser Dünen Wassereis ist, und wir müssen das überdenken", sagte Hansen. "Bei allen Sandlawinen sehen wir Hinweise, dass die Dünen nicht so tief zementiert sind."