Forschungsteam entdeckt Frost auf den höchsten Vulkanen des Sonnensystems PROVIDENCE, R.I. [Brown University] — Ein internationales Team von Planetenwissenschaftlern hat Flecken von Wasserfrost auf den Gipfeln der Tharsis-Vulkane auf dem Mars entdeckt, die nicht nur die höchsten vulkanischen Bergmassen auf dem Roten Planeten, sondern im gesamten Sonnensystem sind.

Diese Entdeckung markiert das erste Mal, dass Frost in der Nähe des Äquators des Planeten beobachtet wurde, was bestehende Wahrnehmungen der Klimadynamik des Mars in Frage stellt, so eine neue Studie, die im Journal Nature Geoscience veröffentlicht wurde.

Unerwartete Entdeckung
“Wir dachten, es sei unwahrscheinlich, dass sich Frost um den Äquator des Mars bildet, da die Kombination aus Sonnenlicht und dünner Atmosphäre die Temperaturen während des Tages auf der Oberfläche und auf den Berggipfeln relativ hoch hält — im Gegensatz zur Erde, wo man frostreiche Gipfel erwarten kann,” sagte Adomas Valantinas, ein Postdoktorand an der Brown University, der die Arbeit leitete, während er Doktorand an der Universität Bern war. “Was wir sehen, könnte ein Überbleibsel eines alten Klimazyklus auf dem modernen Mars sein, bei dem in der Vergangenheit Niederschläge und Schneedecken auf diesen Vulkanen aufgetreten sein könnten.”

Laut der Studie ist der Frost nur wenige Stunden nach Sonnenaufgang vorhanden, bevor er im Sonnenlicht verdampft. Der Frost ist auch extrem dünn — wahrscheinlich nur ein Hundertstel Millimeter dick oder etwa so breit wie ein menschliches Haar. Dennoch bedeckt er eine große Fläche. Forscher schätzen, dass der Frost mindestens 150.000 Tonnen Wasser enthält, das sich während der kalten Jahreszeiten täglich zwischen der Oberfläche und der Atmosphäre austauscht. Dies entspricht etwa 60 olympischen Schwimmbecken.

Tharsis-Region
Tharsis, die Region des Mars, in der der Frost gefunden wurde, enthält zahlreiche Vulkane. Sie erheben sich über die umliegenden Ebenen auf Höhen, die ein- bis zweimal so hoch sind wie der Mount Everest auf der Erde. Zum Beispiel ist der Olympus Mons so breit wie Frankreich.

Der Frost befindet sich in den Calderas der Vulkane, das sind große Hohlräume an ihren Gipfeln, die während vergangener Eruptionen entstanden sind. Forscher schlagen vor, dass die Art und Weise, wie sich die Luft über diese Berge bewegt, ein einzigartiges Mikroklima schafft, das die Bildung dünner Frostflecken ermöglicht.

Modellierung der Frostbildung
Forscher glauben, dass die Modellierung der Frostbildung es Wissenschaftlern ermöglichen könnte, noch mehr Geheimnisse des Mars zu lüften, einschließlich des Verständnisses, wo sich Wasser befindet und wie es sich bewegt, sowie des Verständnisses der komplexen atmosphärischen Dynamik des Planeten, was für zukünftige Erkundungen und die Suche nach möglichen Anzeichen von Leben von entscheidender Bedeutung ist.

Verwendete fortschrittliche Technologie
Forscher entdeckten den Frost mithilfe hochauflösender Farbbilder des Colour and Stereo Surface Imaging System (CaSSIS) an Bord des Trace Gas Orbiter der Europäischen Weltraumorganisation (ESA). Die Ergebnisse wurden dann durch unabhängige Beobachtungen von der High Resolution Stereo Camera an Bord des Mars Express-Orbiters der ESA und dem Nadir and Occultation for Mars Discovery-Spektrometer an Bord des Trace Gas Orbiter bestätigt.

Die Bemühungen umfassten die Analyse von mehr als 30.000 Bildern, um zunächst den Frost zu finden und dann seine Existenz zu bestätigen. Valantinas filterte die Bilder nach dem Ort, an dem sie aufgenommen wurden, sowie nach der Zeit, zu der sie aufgenommen wurden, wie Tageszeit und Jahreszeit. Dieser methodische Ansatz half, spektrale Signaturen zu isolieren, die auf Wasserfrost hinweisen und wo er sich auf der Marsoberfläche bildet.

Valantinas begann 2018 mit der Analyse von Bildern. Der Großteil der Arbeit wurde während seines Auslandsdoktorats abgeschlossen, aber ein Teil der Reanalyse wurde während seiner Zeit an der Brown University abgeschlossen.

Weitere Forschung
Im Übergang zu seiner Rolle an der Brown University plant Valantinas nun, die Erforschung der Marsgeheimnisse fortzusetzen, während er sich der Astrobiologie zuwendet. Er arbeitet im Labor des Planetenwissenschaftlers Jack Mustard an der Brown University und wird an der Charakterisierung alter hydrothermaler Umgebungen arbeiten, die mikrobielles Leben unterstützt haben könnten. Proben aus diesen Umgebungen könnten eines Tages im Rahmen der Mars Sample Return-Mission der NASA zur Erde gebracht werden.

“Diese Idee einer zweiten Entstehung, eines Lebens außerhalb der Erde, hat mich schon immer fasziniert,” sagte Valantinas.

Quelle: Brown University