Eindrucksvolle Bilder vom Winter auf dem Mars

Frostige Minusgrade, Trockeneis und würfelförmige Schneeflocken: Die kalte Jahreszeit ist auf dem roten Planeten extremer ausgeprägt als auf der Erde. NASA-Aufnahmen zeigen die Winterlandschaft.

Von Insa Germerott
Veröffentlicht am 9. Jan. 2023, 09:45 MEZ
Der Frost zeigt sich in blauen Wölbungen auf der Marsoberfläche.

Nach der Wintersonnenwende sendete HiRISE Aufnahmen vom Frost auf der sandigen Marsoberfläche.

Foto von NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Frostüberzogene Sanddünen und Krater zieren den Mars im Winter. Es sind Bilder aus einer anderen Welt, die die NASA-Raumsonde Mars Reconnaissance Orbiter von unserem Nachbarplaneten sendet. Aufgenommen wurden sie mit der High Resolution Imaging Science Experiment-Kamera – kurz HiRISE. Sie ist die leistungsstärkste Kamera, die je Bilder auf einem anderen Planeten aufgenommen hat und dokumentiert seit 2006 die Begebenheiten auf unserem Nachbarplaneten.  

Wie verläuft der Winter auf dem Mars?

Ähnlich wie auf der Erde gibt es auch auf dem Mars einen Jahreszeitenwechsel. Da ein Marsjahr allerdings circa zwei Erdjahren entspricht, dauert der Winter auf dem roten Planeten entsprechend länger. Weil der Mars weiter von der Sonne entfernt ist als die Erde, wird es auf seiner Oberfläche auch deutlich kälter: Die tiefsten Temperaturen werden an den Polen erreicht, mit Werten von minus 123 Grad Celsius – zu kalt für menschliches Leben.

Kohlendioxidfrost und Eis überziehen eine große Sanddüne. Bei der Sublimation im Frühjahr kommt der schwarze Sand der Düne wieder zum Vorschein.

Foto von NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Auch Schnee und Eis existieren in abgewandelter Form auf dem Mars. Forschende wie Sylvain Piqueux, Marswissenschaftler am NASA Jet Propulsion Laboratory in Südkalifornien, beschäftigen sich eingehend mit den Winterphänomenen des Planeten.  

Zwei verschiedene Arten von Schnee und Frost

 Am Rande eines Kraters im Winter. Wo wenig Sonnenlicht auf die Oberfläche trifft, bildet sich heller Frost, hier zu sehen als blaue Ablagerung.

Foto von NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Frost kann man auf dem Mars flächendeckend finden: Er besteht entweder aus Wasser oder aus Kohlendioxid. Die beiden Schneearten setzen sich ähnlich zusammen: Es gibt Wassereis- und Trockeneisschnee. Während der Wassereisschnee aufgrund der dünnen Luft und den extrem kalten Temperaturen sublimiert – also direkt von einem festen in einen gasförmigen Zustand übergeht –, bevor er überhaupt liegenbleiben kann, erreicht der Trockeneisschnee sogar die Oberfläche des Planeten.  

Dieser besondere Marsschnee fällt nur an den kältesten Orten, den Polen, und auch nur unterhalb einer Wolkendecke in der Nacht. Da die Kameras an den Raumsonden nicht durch diese Wolkendecke hindurch fotografieren können, gibt es bislang keine Bilder des fallenden Schnees. Dank des Mars Climate Sounder, der Messungen auf der Marsoberfläche vornimmt, konnte der Trockeneisschnee aber trotzdem nachgewiesen werden.

Lediglich wenige Zentimeter dicke Schneedecken sind auf dem Mars überhaupt möglich. „Es ist genug, um eine Schneeschuhwanderung unternehmen zu können“, erläutert Piqueux. Zum Skifahren reiche es allerdings beispielsweise nur innerhalb von Kratern, wo der Schnee im Schatten auf eine geneigte Oberfläche trifft. 

Würfelförmige Schneeflocken

Die Erscheinungsform des Marsschnees ist laut Piqueux für unsere Verhältnisse ungewöhnlich. „Da Kohlendioxid eine Vierer-Symmetrie aufweist, wissen wir, dass Trockeneis-Schneeflocken würfelförmig wären“, sagt er. Die Moleküle im Trockeneis würden sich nämlich, sobald es gefriert, in Vierergruppen binden – anstatt in dem uns bekannten sechseckigen Muster der Erd-Schneeflocken. Die Mars-Schneeflocken wären darüber hinaus winzig – kleiner als ein menschliches Haar breit ist, erklärt Piqueux. 

Das Ende eines Winters

Sonnenlicht scheint durch das lichtdurchlässige Eis und lässt Gase an die Oberfläche treten. Diese setzen dunkleres Material frei, das an der Oberfläche als fächerförmige Strukturen erscheint – hier in blau dargestellt.

Foto von NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Wenn sich die Wintertage dem Ende zuneigen und der Frühling langsam Einzug erhält, schmelzen das Eis und der Schnee auf unserem Nachbarplaneten nicht, sondern sublimieren in die Atmosphäre. Während dieses Prozesses nimmt das Eis bizarre Formen an. Die Sublimation sorgt in der Südpolarregion zusätzlich dafür, dass Gase explosionsartig an die Oberfläche gelangen, da das Sonnenlicht diese unter dem lichtdurchlässigen Eis erhitzt. Wenn sich der Druck auf das Eis verstärkt, bricht das Gas schließlich unter der Eisschicht hervor. Unter Optimalbedingungen kondensiert es daraufhin nahe der Oberfläche und setzt dunkleres Material frei, das als fächerförmige Struktur erscheint.

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