Wissenschaftler haben ihre Sherlock Holmes-Kappen aufgesetzt, um ein Rätsel zu lösen, das die Forscher seit Jahrzehnten verwirrt – den Ursprung der riesigen Schicht aus CO2-Eis und Wassereis am Südpol des Mars und ihre Beziehung zu CO2 in der Atmosphäre.
Eine der Haupthypothesen ist, dass diese Schichten gegeneinander gedrückt werden, wenn sich die Marsachse zur Sonne hin neigt und von dieser abweicht, und in der neuen Studie veröffentlichte Simulationsmodelle unterstützen diese Idee.
Die fragliche Eiskappe ist etwa einen Kilometer tief und enthält vermutlich so viel CO2 wie heute in der gesamten Marsatmosphäre. Eine Kombination von Faktoren führte zu dieser ungewöhnlichen Schichtstruktur.
“Wenn Sie ein Modell ausführen, erwarten Sie normalerweise nicht, dass die Ergebnisse so nahe an Ihren Beobachtungen liegen”, sagt Peter Buehler, Planetenwissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA.
“Die vom Modell bestimmte Schichtdicke stimmt jedoch hervorragend mit Radarmessungen von umlaufenden Satelliten überein.”
Was die Südpol-Eiskappe so seltsam macht, ist, dass sie eigentlich nicht vorhanden sein sollte – Wassereis ist thermisch stabiler und dunkler als CO2-Eis, daher erwarten Wissenschaftler, dass sich CO2-Eis destabilisiert.
Nach dem neuen Modell haben drei Faktoren dies verhindert: die Änderung der Neigung der Marsachse, wenn sie sich um die Sonne dreht, der Unterschied in der Art und Weise, wie die beiden Eistypen vom Sonnenlicht reflektiert werden, und die Änderung des atmosphärischen Drucks, der auftritt, wenn CO2-Eis in Gas umgewandelt wird.
Im Laufe der Zeit veränderte das sich ändernde Klima des Roten Planeten den atmosphärischen Druck – und erhöhte ihn, wie Leighton und Murray in den 1960er Jahren vorausgesagt hatten.
Wissenschaftler schätzen, dass dies seit etwa 510.000 Jahren so ist – seit dem letzten Zeitraum, in dem das gesamte CO2 in die Marsatmosphäre sublimiert worden wäre.
„Unsere Bestimmung der Geschichte großer Druckabfälle auf dem Mars ist von grundlegender Bedeutung für das Verständnis der Entwicklung des Klimas auf dem Mars, einschließlich der Geschichte der Stabilität und des flüssigen Wassers in der Nähe der Marsoberfläche“, sagt Bühler.
Die Studie wurde in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.
