„Exotische Physik“

Forscher lösen Rätsel um 1800 km lange Mars-Wolke

Die 1800 Kilometer lange Wolke bildet sich immer nur zu ganz bestimmten Zeiten am Hang eines Vulkans.(Bild: ESA/DLR/FU Berlin)

Während des Mars-Frühlings und -Sommers bildet sich auf dem Roten Planeten jeden Morgen am Hang eines Vulkans eine 1800 Kilometer lange Wolke, die sich mittags wieder auflöst. Jetzt ist es Wissenschaftlern wohl gelungen, das ungewöhnliche Naturschauspiel zu entschlüsseln.

Am Westhang des 20 Kilometer hohen Vulkans Arsia Mons auf dem Mars bildet sich im Frühling und im Sommer jeden Morgen eine 1800 Kilometer lange, schlauchförmige Wolke und verschwindet mittags wieder. Bislang scheiterten meteorologische Modelle daran, die Entstehung der Arsia Mons Elongated Cloud (kurz AMEC) getauften Wolke zu erklären.

Einem Forschungsteam aus Frankreich gelang es jetzt, das Rätsel zu lösen. Demnach machen es die ungewöhnlichen Bedingungen am Arsia Mons möglich, dass sich bei hoher Luftfeuchtigkeit Kondensationskeime ganz ohne Eiskristalle bilden, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature Geoscience“.

Wolke wurde erstmals 2018 gesichtet
Die Sonde „Mars Express“ hat die AMEC erstmals im Jahr 2018 entdeckt und diese wiederkehrende Wolke seitdem wiederholt beobachtet. Forscher haben ihre Entwicklung, ihre lebhafte Dynamik sowie ihr faszinierendes Verhalten untersucht und festgestellt, dass es sich um eine sogenannte orografische Wolke handelt: Eine Wolkenart, die auch auf der Erde vorkommt und entsteht, wenn Wind an der zerklüfteten Topografie eines Vulkans oder eines Berges vorbeiströmt.

Künstlerische Illustration: „Mars Express“ im Orbit um den Roten Planeten(Bild: ESA/ATG medialab)

Obwohl es auf den ersten Blick danach aussieht, als würde die Wolke aus Wassereis aus einem 20 Kilometer hohen Vulkan namens Arsia Mons an der Oberfläche des Roten Planeten hochsteigen, hat sie nichts mit vulkanischer Aktivität zu tun.

Taucht nur zu bestimmten Zeiten auf
Laut Angaben der europäischen Raumfahrtagentur ESA bildet sich die Mega-Wolke nur zu bestimmten Zeiten und taucht immer zur selben Zeit eines Mars-Jahres (ein solches dauert 687 Erdentage, Anm.) Sie bildet sich jeweils binnen drei Stunden am frühen Morgen, um nach wenigen Stunden wieder zu verschwinden. Nach etwa 80 Tagen ist das Phänomen vorbei und taucht erst im nächsten Mars-Jahr wieder auf.

„Exotische physikalische Phänomene“
„Um die AMEC in unseren Modellen nachzubilden, mussten wir einige exotische physikalische Phänomene einbeziehen (…) Phänomene, die zwar in Lehrbüchern behandelt werden, dort jedoch als theoretisch gelten und von denen man normalerweise annimmt, dass sie in der Natur nicht vorkommen. Sie wurden jedenfalls bisher noch nie in Aktion beobachtet“, erläutert der Hauptautor der Studie, Jorge Hernández-Bernal von der Sorbonne Université in Paris. „Sobald wir diese physikalischen Phänomene in unsere Simulationen einbezogen hatten, entstand die AMEC genau so, wie wir es uns erhofft hatten“, so der Forscher.

Auf der Erde und anderswo bilden sich Wolken in der Regel, wenn feuchte Luft abkühlt und Wasserdampf zu flüssigen Tröpfchen oder Eiskristallen kondensiert. Dies geschieht meist durch einen Vorgang, der als heterogene Keimbildung bekannt ist und bei dem Partikel anderer „Stoffe“ in der Atmosphäre vorhanden sein müssen, an denen sich der Wasserdampf festsetzen und kondensieren kann – beispielsweise Salz, Pollen, Ruß oder Staub. Auf dem Mars wird angenommen, dass es sich dabei um Staub handelt – allerdings nicht bei der AMEC.