Eiszeit auf dem Mars

Aufnhame des geschichcete EIses am NOrdpol des Mars (Foto: ESA/DLR/ FU-Berlin/Ralf Jaumann)

Nicht nur die Erde hat einige Eiszeiten hinter sich, auch ihr Nachbar Mars erlebte in der Vergangenheit mindestens eine Eiszeit. Belege dafür haben Forscher nun im Eis der Polkappen des Roten Planeten entdeckt. Demnach endete die letzte Eiszeit des Mars erst vor rund 370.000 Jahren. Während dieser Kälteperiode entstanden die im Untergrund verborgenen Gletscher der mittleren Breiten, dafür schrumpfte das Polareis. Seither jedoch sorgt der Klimawechsel dafür, dass die Gletscher schwinden und dafür die Eiskappen der Pole wieder wachsen.

Die Erde hat in ihrer Vergangenheit immer wieder einen Wechsel von Warm- und Kaltzeiten durchlebt. Diese Eiszeiten werden entscheidend durch Änderungen des globalen Strahlenhaushalts der Erde ausgelöst. Es gibt drei astronomische Faktoren, die die Strahlenbilanz beeinflussen: Veränderungen der Erdumlaufbahn, das Kippeln und das Trudeln der Erdachse. So schwankt die Neigung der Rotationsachse unseres Planeten in einem Rhythmus von etwa 41.000 Jahren zwischen 22,3 und 24,5 Grad. Dies beeinflusst den Unterschied zwischen den Jahreszeiten. Gleichzeitig "trudelt" die Erde wie ein großer Kreisel, dessen Drehachse im Laufe von rund 22.000 Jahren Kreise beschreibt. Diese klimabeeinflussenden Faktoren existieren auch auf dem Mars – und das sogar in deutlich stärkerem Maße. So weiß man aus geologischen Studien, dass die Neigung seiner Rotationsachse im Laufe von hunderten bis tausenden Millionen Jahren sogar um bis zu 60 Prozent schwanken kann. Schon länger vermuten Planetenforscher daher, dass auch der Mars mindestens eine Eiszeit hinter sich haben muss.

Indizien dafür vermuteten Forscher unter anderem in den auffallend geschichteten Eiskappen der marsianischen Pole. Sie deuten auf periodische Klimawechsel hin, die mal zur Ablagerung von Eis führten, dann wieder zur Erosion. Und noch ein Indiz gibt es: Radardaten zeigen, dass es in den mittleren Breiten des Mars tausende von Gletschern gibt. Unter einer dicken Staubdecke verborgen blieben sie vor dem Verdampfen geschützt. Um solche Eisreservoire in diesen Regionen zu schaffen, muss es dort jedoch einst deutlich kälter gewesen sein – wie beispielsweise während einer Eiszeit. In solchen Zeiten bildeten sich vermehrt Gletscher in den gemäßigten Breiten, dafür schrumpften die Polkappen. Endet die Eiszeit wieder, sublimiert das Eis der Gletscher und lässt die Gletscher schrumpfen. Der dabei aufsteigende Wasserdampf lagert sich dann als Eisschicht an den kälteren Polkappen ab. Wie eine große Klimawippe bewegt sich das Eis damit sozusagen von den Polen in die niedrigen Breiten und zurück.

Ende vor 370.000 Jahren

Wann die letzte Eiszeit des Mars endete und wie viel Eis seither polwärts transportiert wurde, haben Isaac Smith vom Southwest Research Institute in San Antonio und seine Kollegen nun erstmals anhand von Radaranalysen der marsianischen Polkappen ermittelt. Wie sie feststellten, liegt die letzte Eiszeit des Mars rund 370.000 Jahre zurück – und ist damit nach geologischen Maßstäben noch gar nicht so lange her. Seither sind die Polkappen des Mars um rund 87.000 Kubikkilometer Eis angewachsen, das entspricht einer globalen Eisschicht von 60 Zentimetern Höhe. "Spuren der Sublimation deuten zudem darauf hin, dass das Grundeis der mittleren Breiten nicht mehr mit dem aktuellen Klima im Gleichgewicht steht", berichten die Forscher. Anders ausgedrückt: Dort ist es eigentlich längst zu warm für diese Gletscher. Sie verlieren daher pro Jahr 0,24 Kubikkilometer Eis, das dann an den Polen des Mars abgelagert wird.

Das Wissen um diese Veränderungen trägt dazu bei, die eisige "Klimawippe" des Roten Planeten besser zu verstehen. Denn die Ursachen für die marsianischen Eiszeiten sind zwar ähnlich wie auf der Erde, sie können aber auf dem Mars sehr viel heftiger ausfallen. "Weil das Klima des Mars durch diese Schwankungen stärker fluktuiert, verteilt sich das Eis jedes Mal anders", erklärt Smith. Wenn man aber weiß, wo und wie viel Eis umverteilt wurde, dann können entsprechende Klimamodelle des Planeten entsprechend angepasst werden.  "Weil der Mars zudem keine Ozeane mehr besitzt, repräsentiert er eine Art vereinfachtes Labor, um auch das Klima der Erde besser zu verstehen."

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