Der Planet Mars - Fakten und Geschichte des Mars

Der Mars ist der vierte Planet nach der Sonne und der siebtgrößte:

Planetenprofil

Umlaufbahn: 227.940.000 km (1,52 AE) von der Sonne entfernt
Durchmesser: 6.794 km
Masse: 6.4219e23 kg

Geschichte des Mars

Der Mars (griechisch: Ares) ist der Kriegsgott. Der Planet hat diesen Namen wahrscheinlich wegen seiner roten Farbe erhalten; der Mars wird manchmal als Roter Planet bezeichnet. (Eine interessante Nebenbemerkung: Der römische Gott Mars war ein Gott der Landwirtschaft, bevor er mit den griechischen Ares in Verbindung gebracht wurde; diejenigen, die für die Kolonisierung und Terraform des Mars sind, mögen diese Symbolik bevorzugen.) Der Name des Monats März leitet sich vom Mars ab.

Der Mars ist seit prähistorischen Zeiten bekannt. Natürlich wurde es ausführlich mit bodengebundenen Observatorien untersucht. Aber auch sehr große Teleskope finden den Mars ein schwieriges Ziel, er ist einfach zu klein. Es ist immer noch ein Favorit von Science-Fiction-Autoren als der günstigste Ort im Sonnensystem (außer der Erde!) für die menschliche Behausung. Aber die berühmten “Kanäle”, die Lowell und andere “gesehen” haben, waren leider genauso imaginär wie barsoomische Prinzessinnen.

Das erste Raumschiff, das den Mars besuchte, war 1965 Mariner 4. Mehrere andere folgten, darunter Mars 2, das erste Raumschiff, das auf dem Mars landete, und die beiden Wikinger-Lander im Jahr 1976. Nach einer langen 20-jährigen Pause landete der Mars Pathfinder am 4. Juli 1997 erfolgreich auf dem Mars. 2004 landeten die Mars Expedition Rover “Spirit” und “Opportunity” auf dem Mars und schickten geologische Daten und viele Bilder zurück; sie sind auch nach mehr als drei Jahren auf dem Mars in Betrieb. Im Jahr 2008 landete Phoenix in den nördlichen Ebenen, um nach Wasser zu suchen. Drei Marsorbiter (Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey und Mars Express) sind ebenfalls im Einsatz.

Die Umlaufbahn des Mars ist signifikant elliptisch. Ein Ergebnis davon ist eine Temperaturschwankung von ca. 30 C am Subsolarpunkt zwischen Aphel und Perihel. Dies hat einen großen Einfluss auf das Klima des Mars. Während die Durchschnittstemperatur auf dem Mars etwa 218 K (-55 C, -67 F) beträgt, reichen die Oberflächentemperaturen des Mars weit von nur 140 K (-133 C, -207 F) am Winterpol bis zu fast 300 K (27 C, 80 F) an der Tagesseite im Sommer.

Obwohl der Mars viel kleiner ist als die Erde, ist seine Oberfläche etwa gleich groß wie die Landoberfläche der Erde.

Der Mars hat einige der vielfältigsten und interessantesten und zum Teil spektakulärsten Terrains aller Erdplaneten:

  • Olympus Mons: der größte Berg des Sonnensystems, der sich 24 km (78.000 ft.) über die umgebende Ebene erhebt. Seine Basis hat einen Durchmesser von mehr als 500 km und wird von einer 6 km hohen Klippe umgeben.
  • Tharsis: eine riesige Beule auf der Marsoberfläche, die etwa 4000 km breit und 10 km hoch ist.
  • Valles Marineris: ein System von 4000 km langen und 2 bis 7 km tiefen Schluchten (oben auf der Seite);
  • Hellas Planitia: ein Einschlagkrater auf der Südhalbkugel über 6 km tief und 2000 km im Durchmesser.

Ein Großteil der Marsoberfläche ist sehr alt und kraterig, aber es gibt auch viel jüngere Grabentäler, Grate, Hügel und Ebenen. (Nichts davon ist mit einem Teleskop in jedem Detail sichtbar, nicht einmal das Hubble-Weltraumteleskop; all diese Informationen stammen von den Raumfahrzeugen, die wir zum Mars geschickt haben.)

Die südliche Hemisphäre des Mars ist überwiegend ein uraltes, krateriges Hochland, das dem Mond ähnlich ist. Im Gegensatz dazu besteht der größte Teil der Nordhalbkugel aus Ebenen, die viel jünger, niedriger in der Höhe und mit einer viel komplexeren Geschichte sind. Eine abrupte Höhenänderung von mehreren Kilometern scheint an der Grenze zu erfolgen. Die Gründe für diese globale Dichotomie und die abrupte Grenze sind unbekannt (einige vermuten, dass sie auf einen sehr großen Einfluss kurz nach der Akkretion des Mars zurückzuführen sind). Mars Global Surveyor hat eine schöne 3D-Karte des Mars erstellt, die diese Merkmale deutlich zeigt.

Das Innere des Mars ist nur durch Rückschlüsse aus Daten über die Oberfläche und die Massenstatistik des Planeten bekannt. Das wahrscheinlichste Szenario ist ein dichter Kern mit einem Radius von etwa 1700 km, ein geschmolzener felsiger Mantel, der etwas dichter als der der Erde ist, und eine dünne Kruste. Daten von Mars Global Surveyor deuten darauf hin, dass die Mars-Kruste in der südlichen Hemisphäre etwa 80 km dick ist, im Norden aber nur etwa 35 km dick. Die im Vergleich zu den anderen terrestrischen Planeten relativ geringe Dichte des Mars deutet darauf hin, dass sein Kern neben Eisen (Eisen und Eisensulfid) wahrscheinlich einen relativ großen Anteil an Schwefel enthält.

Wie Merkur und Mond scheint es dem Mars derzeit an aktiver Plattentektonik zu mangeln; es gibt keine Hinweise auf eine kürzlich erfolgte horizontale Bewegung der Oberfläche, wie z.B. die auf der Erde so häufigen gefalteten Berge. Ohne seitliche Plattenbewegung bleiben Hot Spots unter der Kruste in einer festen Position zur Oberfläche. Dies, zusammen mit der geringeren Oberflächenbeschleunigung, kann die Tharis-Wölbung und ihre enormen Vulkane erklären. Es gibt keine Hinweise auf die aktuelle vulkanische Aktivität. Die Daten des Mars Global Surveyor deuten jedoch darauf hin, dass der Mars sehr wahrscheinlich irgendwann in der Vergangenheit tektonische Aktivität hatte.

Es gibt sehr deutliche Hinweise auf Erosion an vielen Stellen auf dem Mars, einschließlich großer Überschwemmungen und kleiner Flusssysteme. Irgendwann in der Vergangenheit gab es eindeutig eine Art von Flüssigkeit auf der Oberfläche. Flüssiges Wasser ist die offensichtliche Flüssigkeit, aber es gibt auch andere Möglichkeiten. Es mag große Seen oder sogar Ozeane gegeben haben; die Beweise dafür wurden durch einige sehr schöne Bilder von geschichtetem Gelände, die vom Mars Global Surveyor aufgenommen wurden, und die mineralologischen Ergebnisse von MER Opportunity verstärkt. Die meisten davon deuten auf nasse Episoden hin, die erst kurz und sehr lange zurückliegen; das Alter der Erosionskanäle wird auf fast 4 Milliarden Jahre geschätzt. Die Anfang 2005 veröffentlichten Bilder von Mars Express zeigen jedoch, was wie ein gefrorenes Meer aussieht, das erst kürzlich (vor vielleicht 5 Millionen Jahren) flüssig war. Die Bestätigung dieser Interpretation wäre in der Tat eine sehr große Sache! (Valles Marineris wurde NICHT durch fließendes Wasser geschaffen. Es wurde durch das Dehnen und Reißen der Kruste gebildet, die mit der Entstehung der Tharsis-Wölbung verbunden ist.)

Zu Beginn seiner Geschichte war der Mars viel mehr wie die Erde. Wie bei der Erde wurde auch hier fast das gesamte Kohlendioxid zur Bildung von Karbonatgestein verwendet. Aber ohne die Plattentektonik der Erde ist der Mars nicht in der Lage, dieses Kohlendioxid wieder in seine Atmosphäre zurückzuführen und kann daher keinen signifikanten Treibhauseffekt aufrecht erhalten. Die Oberfläche des Mars ist daher viel kälter als die Erde in dieser Entfernung von der Sonne.

Der Mars hat eine sehr dünne Atmosphäre, die hauptsächlich aus der winzigen Menge an verbleibendem Kohlendioxid (95,3%) plus Stickstoff (2,7%), Argon (1,6%) und Spuren von Sauerstoff (0,15%) und Wasser (0,03%) besteht. Der durchschnittliche Druck auf der Marsoberfläche beträgt nur etwa 7 Millibar (weniger als 1% der Erdoberfläche), aber er variiert stark mit der Höhe von fast 9 Millibar in den tiefsten Becken bis etwa 1 Millibar auf dem Gipfel des Olympus Mons. Aber es ist dick genug, um sehr starke Winde und gewaltige Staubstürme zu unterstützen, die gelegentlich monatelang den ganzen Planeten umspannen. Die dünne Atmosphäre des Mars erzeugt einen Treibhauseffekt, aber es genügt nur, die Oberflächentemperatur um 5 Grad (K) zu erhöhen; viel weniger als das, was wir auf Venus und Erde sehen.

Frühe Teleskopbeobachtungen zeigten, dass der Mars an beiden Polen permanente Eiskappen hat; sie sind sogar mit einem kleinen Teleskop sichtbar. Wir wissen heute, dass sie aus Wassereis und festem Kohlendioxid (“Trockeneis”) bestehen. Die Eiskappen weisen einen geschichteten Aufbau mit abwechselnden Eisschichten mit unterschiedlichen Konzentrationen von dunklem Staub auf. Im Nordsommer sublimiert das Kohlendioxid vollständig und hinterlässt eine Restschicht aus Wassereis. Der Mars Express der ESA hat gezeigt, dass auch unter der Südkappe eine ähnliche Wassereisschicht existiert. Der für die Schichtung verantwortliche Mechanismus ist unbekannt, kann aber auf klimatische Veränderungen zurückzuführen sein, die auf langfristige Veränderungen der Neigung des Marsäquators zur Ebene seiner Umlaufbahn zurückzuführen sind. In niedrigeren Breitengraden kann auch Wassereis unter der Oberfläche versteckt sein. Die saisonalen Veränderungen im Ausmaß der Polarkappen verändern den globalen Luftdruck um etwa 25% (gemessen an den Standorten der Wikinger-Lander).

Jüngste Beobachtungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop haben gezeigt, dass die Bedingungen während der Wikinger-Missionen möglicherweise nicht typisch waren. Die Marsatmosphäre scheint nun sowohl kälter als auch trockener zu sein, als von den Wikingern gemessen (weitere Details aus STScI).

Die Landungsboote der Wikinger führten Experimente durch, um die Existenz von Leben auf dem Mars zu bestimmen. Die Ergebnisse waren etwas zweideutig, aber die meisten Wissenschaftler glauben nun, dass sie keine Beweise für das Leben auf dem Mars zeigen (es gibt jedoch noch einige Kontroversen). Optimisten weisen darauf hin, dass nur zwei winzige Proben gemessen wurden und nicht von den günstigsten Stellen. Weitere Experimente werden durch zukünftige Missionen auf dem Mars durchgeführt.

Es wird angenommen, dass eine kleine Anzahl von Meteoriten (die SNC-Meteoriten) auf dem Mars entstanden sind.

Am 6. August 1996 gaben David McKay et al. bekannt, was ihrer Meinung nach ein Beweis für antike marsianische Mikroorganismen im Meteoriten ALH84001 sein könnte. Obwohl es noch einige Kontroversen gibt, hat die Mehrheit der Wissenschaftler diese Schlussfolgerung nicht akzeptiert. Wenn es Leben auf dem Mars gibt oder gab, haben wir es immer noch nicht gefunden.

In verschiedenen Regionen des Mars gibt es große, aber nicht globale, schwache Magnetfelder. Dieser unerwartete Befund wurde vom Mars Global Surveyor nur wenige Tage nach dem Eintritt in den Marsorbit gemacht. Sie sind wahrscheinlich Überreste eines früheren globalen Feldes, das inzwischen verschwunden ist. Dies kann wichtige Auswirkungen auf die Struktur des Marsinneren und auf die Geschichte seiner Atmosphäre und damit auf die Möglichkeit des antiken Lebens haben.

Wenn es am Nachthimmel ist, ist der Mars mit dem bloßen Auge gut sichtbar. Der Mars ist ein schwieriges, aber lohnendes Ziel für ein Amateurteleskop, allerdings nur für die drei oder vier Monate pro Marsjahr, wenn es der Erde am nächsten ist. Seine scheinbare Größe und Helligkeit variiert stark je nach seiner relativen Position zur Erde. Es gibt mehrere Websites, die die aktuelle Position des Mars (und der anderen Planeten) am Himmel anzeigen. Detailliertere und individuellere Karten können mit einem Planetariumsprogramm erstellt werden.

Offene Themen

  • Warum sind die Nord- und Südhalbkugel des Mars so unterschiedlich? Warum sind die nördlichen und südlichen Polarkappen unterschiedlich?
  • Wie ist die Struktur des Marsinneren aufgebaut? Woraus besteht es und welche Teile sind geschmolzen oder fest? Gibt es auf dem Mars noch aktiven Vulkanismus?
  • Was genau hat die Erosionsmuster verursacht, die so ähnlich aussehen wie Bachbetten auf der Erde? Wie alt sind sie?
  • Wie viel unterirdisches (“unterirdisches”?) Wasser gibt es auf dem Mars? Es gibt immer mehr Beweise (z.B. hier: APOD), aber es ist noch nicht endgültig; es ist viel mehr Arbeit erforderlich.
  • Der Mars steht weiterhin ganz oben auf der Liste der möglichen lebenswichtigen Planeten. Die Wikingersonden fanden wenig Hinweise auf das Leben auf dem Mars. Aber sie haben nur zwei isolierte Orte untersucht. Gibt es irgendwo anders Leben oder gab es zu irgendeinem Zeitpunkt in der Vergangenheit Leben auf dem Mars? Die jüngsten meteorologischen Beweise müssen bestätigt werden. Letztendlich ist eine Sample-Return-Mission notwendig.
  • Die Zukunft der Marserkundung ist hoffnungsvoller als für die anderen Planeten. Drei Orbiter und drei Landungsboote sind nun auf dem Mars in Betrieb. Mehrere weitere Robotermissionen sind von der NASA und anderen geplant. Aber niemand scheint bereit zu sein, echtes Geld für eine bemannte Expedition auszugeben.

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Veröffentlicht von Wolfgang Picheta

Wolfgang Picheta ist leidenschaftlicher Blogautor auf seiner eigenen Website und schreibt regelmäßig auf der taz. Er hat sich in den letzten 12 Jahren seines Lebens auf das Thema Nahrungsergänzung spezialisiert. Auf Palkan teilt er mit uns seine Erfahrungen und seine objektive Einschätzung zu allen Themen im Bereich Supplements. Eine besser Aufklärung zu diesem Thema ist laut eigenen Angaben seine Lebensaufgabe. Jeder sollte sich mit diesem Thema auseinandersetzen.