Atmosphäre des Mars

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche

Die Atmosphäre des Mars besteht, wie auch die der Venus, hauptsächlich aus Kohlenstoffdioxid, ist jedoch wesentlich dünner. Im Jahre 2003 wurden auch Spuren von Methan in der Gashülle des Planeten nachgewiesen,[1] allerdings konnte man bis heute nicht eindeutig erklären, wie dieses Gas in die Atmosphäre gelangte.

Aufbau[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Marsatmosphäre ist wie folgt aufgebaut:

  • Untere Atmosphäre
  • Mittlere Atmosphäre: In dieser Stufe befindet sich der Jetstream des Mars.
  • Obere Atmosphäre, auch Thermosphäre genannt: Hier herrschen die höchsten Temperaturen der Marsatmosphäre, die durch die Sonneneinstrahlung entstehen. Hier beginnen sich die Gase aufzutrennen und bilden nicht mehr das gleichmäßige Gasgemisch, das in den unteren Atmosphärenschichten zu finden ist.
  • Exosphäre: Beginnt in etwa 200 Kilometern Höhe über der Marsoberfläche. Hier geht die Atmosphäre des Planeten in den Raum über. Es gibt keine feste Obergrenze der Atmosphäre, sie geht fließend in das Weltall über.

Zusammensetzung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Prozentuale Anteile der Hauptbestandteile der Marsatmosphäre

Kohlenstoffdioxid[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Hauptbestandteil der Marsatmosphäre ist Kohlenstoffdioxid (CO2). Das Treibhausgas macht rund 95,9 % der Lufthülle des Planeten aus. Während des Winters (der jeweiligen Hemisphäre) befinden sich die Pole des Mars vollständig im Dunkeln und die Temperaturen sinken so stark, dass bis zu 25 % des in der Atmosphäre enthaltenen CO2 kondensieren und zu Trockeneis gefrieren. Sind die Polkappen wieder dem Sonnenlicht ausgesetzt, sublimiert das CO2 wieder und wird in die Atmosphäre abgegeben.

Argon[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Vergleich zu anderen Atmosphären des Sonnensystems weist die Marsatmosphäre einen hohen Anteil am Edelgas Argon auf. Im Gegensatz zum CO2 kondensiert das Argon nicht während der Winter und der absolute Anteil in der Atmosphäre bleibt konstant.

Wasser[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Wassergehalt der Marsatmosphäre ist großen Schwankungen ausgesetzt. Durch die Sublimierung des Kohlenstoffdioxids während des marsianischen Sommers werden Spuren von Wasser auf der Oberfläche freigelegt. Ein großer Teil dieser Wassereisvorkommen wird durch Stürme aufgewirbelt und so in die Marsatmosphäre transportiert, wodurch sich in der Atmosphäre Cirrus-Wolken aus Wassereis bilden können. Diese wurden erstmals durch den NASA-Rover Opportunity im Jahr 2004 nachgewiesen.[2]

Methan[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Illustration der Methankonzentrationen in der Atmosphäre des Mars während des nördlichen Sommers – NASA

Im Jahre 2003 konnten mittels erdgestützter Teleskope und 2004 durch das Planetary Fourier Spectrometer (PFS) an der Raumsonde Mars Express Spuren von Methan (etwa 10 ppb) und Formaldehyd (130 ppb) nachgewiesen werden.[3] Methan verbleibt etwa 340 Jahre in der Atmosphäre des Mars, Formaldehyd nur 7,5 Stunden. Methan wird durch ultraviolette Strahlung abgebaut, da die dünne Atmosphäre des Mars nicht vor dieser Strahlung schützt. Dabei oxidiert Methan zu Wasser und Kohlendioxid.

Um die Menge des Methans in der Atmosphäre zu erklären, genügt eine Produktion von 150 Tonnen pro Jahr. Bei der Umsetzung zu Formaldehyd müssten jedoch 2,5 Millionen Tonnen aus „Methanquellen“ stammen.[4] Als Quellen kommen aktiver Vulkanismus, Kometeneinschläge oder auch methanproduzierende Mikroorganismen in Betracht. Es könnte aber auch durch eine geothermische Reaktion, die Serpentinisierung (dabei beteiligte Komponenten sind Wasser, Kohlendioxid und das Mineral Olivin, das häufig auf dem Mars vorkommt), entstehen. Formaldehyd kann durch Höhenstrahlung aus Gasen und Eis entstehen. Es wird jedoch angezweifelt, dass ein abiotischer Prozess so viel Methan erzeugen kann, da es dazu Regionen mit hoher geologischer Aktivität bedarf.

Das Methan ist nicht gleichmäßig verteilt, sondern weist ein Muster etwas erhöhter Konzentrationen auf. Offensichtlich wird oder wurde der Nachschub an Methan kurzfristig unterbrochen, bevor es sich gleichmäßig in der Atmosphäre verteilen konnte. Bei der biologischen Erzeugung von Methan auf der Erde, die für etwa 90 bis 95 % des gesamten Methanvorkommens verantwortlich ist, entsteht fast immer Ethan als Begleitgas. Im Gegensatz dazu wird während einer vulkanischen Entstehung Schwefeldioxid freigesetzt. Die Messung dieser Gase in der Marsatmosphäre könnte eine Klärung bringen. Dies könnte durch das Mars Science Laboratory erfolgen.

2009 wurde über Methaneruptionen auf dem Mars berichtet.[5]

Goro Komatsu von der Universität Gabriele d’Annunzio in Pescara präsentierte im September 2010 seine Entdeckung von geologischen Strukturen von etwa 1 km Durchmesser auf Satellitenbildern von der Chryse-Tiefebene, die Methangas produzierenden Schlammvulkanen auf der Erde gleichen.[6] Eine primäre Quelle für das Gas ist damit jedoch noch nicht gefunden.

Potenzielle Nutzung durch den Menschen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Atmosphäre könnte zukünftig eine wichtige Ressource für bemannte Marsmissionen sein.

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Es ist mittlerweile nachgewiesen, dass sich die Marsatmosphäre in der Vergangenheit erheblich verändert hat. Es sei sogar möglich, dass vor etwa 3,5 Milliarden Jahren riesige Ozeane aus Wasser auf dem Mars existiert haben.[7]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Atmosphäre des Mars – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Überraschungsfund auf dem Mars: Curiosity findet Methan – faz.net
  2. Mars Exploration Rover Mission: Press Release Images: Opportunity. In: mars.nasa.gov. Abgerufen am 14. August 2016.
  3. Mars Express confirms methane in the Martian atmosphere. ESA, 30. März 2004, abgerufen am 18. September 2009 (englisch).
  4. Martin Baucom: Life on Mars? American Scientist, abgerufen am 26. Februar 2007 (englisch).
  5. Michael J. Mumma, Geronimo L. Villanueva, Robert E. Novak, Tilak Hewagama, Boncho P. Bonev, Michael A. DiSanti, Avi M. Mandell, Michael D. Smith: Strong Release of Methane on Mars in Northern Summer 2003. In: Science. Band 323, Nr. 5917, 20. Februar 2009, S. 1041–1045, doi:10.1126/science.1165243, PMID 19150811.
  6. Thorsten Dambeck: Lösung für Methan-Rätsel. In: Spiegel Online. 24. September 2010, abgerufen am 11. Oktober 2010.
  7. Mars einst von riesigem Ozean bedeckt – NATIONAL GEOGRAPHIC