Fachbereich Geowissenschaften

Innerhalb eines Jahres verändert die Mars-Nordpoleiskappe ständig ihr Aussehen: Im Sommerhalbjahr beobachtet man eine permanente Kappe die im Wesentlichen aus Wassereis besteht, wie auf diesen Bildern gezeigt. Während des Winterhalbjahres fallen die Temperaturen unter -125 Grad Celsius, kalt genug um eine 1-2 Meter dicke Schicht aus Kohlendioxideis als saisonale Eiskappe zu bilden. Zu dieser Jahreszeit ist die Polkappe oft von dicken Kohlendioxidwolken eingehüllt, und daher aus dem Orbit mit Kameras schwer zu beobachten.

Die dunklen Furchen zwischen den weißglänzenden Wassereisablagerungen sind Teil eines beeindruckenden Systems von Vertiefungen, die sich vom Polzentrum entgegen des Uhrzeigersinns spiralförmig nach außen winden. Sie durchschneiden die geschichteten Ablagerungen der Polkappe, die aus Eis vermischt mit Staub bestehen, und dokumentieren so die Entwicklung des Marsklimas über die letzten Millionen Jahre.

Die Auswertung von Radardaten legt nahe, dass Winderosion die treibende Kraft für die Bildung der spiralförmigen Vertiefungen ist. Nach einer Theorie stellen die Taleinschnitte zyklische Stufen dar, die sich durch den Einfluss katabatischer Winde im Eis bilden. Als katabatische Winde werden hangabwärts gerichtete Strömungen kalter, dichter Luftmassen bezeichnet. Sie werden durch Dichteunterschiede verursacht und bilden sich z.B. wenn kalte und trockene Luft von höherliegenden Eis- oder Schneeflächen zu tieferliegenden Gebieten mit warmer Luft von geringerer Dichte strömt. Im Fall der Mars-Polkappe ist die Luftbewegung radial vom Polzentrum nach außen gerichtet und wird zusätzlich durch Corioliskräfte kontrolliert, die einen spiralförmigen Pfad der Strömung verursachen.

Bei den Wolkenformationen in diesem HRSC-Bild handelt es sich um senkrecht zu den Furchen orientierte kleine, lokale Staubstürme wie sie auch oft in THEMIS und HiRISE-Daten beobachtet wurden, insbesondere an den äquatorwärts ausgerichteten Hängen der Taleinschnitte. Diese Art der Staubmobilisierung verstärkt die Erosion und das Rückschreiten der Steilhänge. Sowohl Sublimation als auch Erosion durch katabatische Winde scheinen aktive äolische Prozesse zu sein, die für die langfristige Veränderung der Taleinschnitte eine wichtige Rolle spielen.