Windböen von 150 km/h und weltweite Staubstürme: So äußert sich extremes Wetter auf dem Mars
Die Atmosphäre des Mars unterscheidet sich stark von der der Erde. Sie enthält viel CO₂, es wehen starke Winde und es bilden sich gewaltige Staubstürme, die einen Großteil des Roten Planeten bedecken.
Wie die Erde verfügt auch der Mars über eine Atmosphäre, in der sich hochgelegene und orografische Wolken bilden, Winde wehen und verschiedene Wetterphänomene auftreten, allerdings mit deutlichen Unterschieden aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften beider Planeten und ihrer Gashüllen. Der Mars ist etwa halb so groß wie die Erde und seine Masse beträgt 10 % der Erdmasse, was bedeutet, dass die Schwerkraft dort viel schwächer ist: 38 % unserer Schwerkraft (3,7 m/s² im Vergleich zu 9,8 m/s²).
Die Aufnahmen der verschiedenen Sonden, die auf der Marsoberfläche gelandet sind (Landegeräte), und derjenigen, die bestimmte Gebiete des Planeten durchquert haben (Rover) – von den Viking-Missionen in den 1970er Jahren bis hin zu neueren Missionen wie Perseverance/Ingenuity (2021) – zeigen einen lachsfarbenen Himmel, dessen Intensität je nach Konzentration des in der Atmosphäre schwebenden Feinstaubs variiert, der stets in großen Mengen vorhanden ist. Dieser Umstand sorgt für bläulich gefärbte Sonnenuntergänge.
Eine von CO₂ dominierte Atmosphäre, in der jedoch kaum ein Treibhauseffekt auftritt
Die vertikale thermische Struktur und die chemische Zusammensetzung der Marsatmosphäre unterscheiden sich erheblich von denen der Erdatmosphäre. Das mit Abstand am häufigsten vorkommende Gas ist CO₂, auf das etwa 96 % entfallen, gefolgt von Stickstoff und Argon (jeweils etwa 2 %), während der verbleibende geringe Anteil (weniger als 1 %) aus Spurengasen wie molekularem Sauerstoff, Kohlenmonoxid und Wasserdampf besteht. Das Vorhandensein von Wasserdampf ermöglicht die Bildung von Wolken, die aus Eis bestehen und sich vorwiegend in der oberen Atmosphäre bilden.
Die geringe Dichte der Marsatmosphäre (die extrem dünn ist) schwächt den Treibhauseffekt von CO₂ ab, obwohl dieses der vorherrschende gasförmige Bestandteil ist. Die globale Durchschnittstemperatur auf der Marsoberfläche liegt bei etwa -60 °C, wobei es erhebliche Schwankungen zwischen Tag und Nacht sowie zwischen den Jahreszeiten gibt.
Tagsüber im Sommer und in der Äquatorregion können die Temperaturen etwa 20 °C erreichen, während sie im Winter nachts und in den Polarregionen manchmal bis auf -150 °C sinken. Der Treibhauseffekt auf dem Mars trägt nicht mehr als 5 °C zur an der Oberfläche des Roten Planeten gemessenen Temperatur bei.
Staubstürme auf dem Mars
Wenn es ein Merkmal gibt, das das Wetter auf dem Mars prägt, dann sind es Staubstürme, deren Ausbreitung außergewöhnlich ist und sich über weite Teile des Planeten erstreckt. Der niedrige Oberflächendruck (durchschnittlich etwa 7 hPa im Vergleich zum durchschnittlichen Luftdruck auf Meereshöhe der Erde von 1013 hPa) begünstigt die Freisetzung großer Staubmengen aus der Oberfläche, die von den starken vorherrschenden Winden über weite Strecken transportiert werden.
Die Entstehung von Wirbelstürmen oder Staubteufeln, deren Morphologie den auf der Erde auftretenden Staubteufeln ähnelt, ist auf der Marsoberfläche weit verbreitet. Dort, auf dem Roten Planeten, wehen die Winde stärker als auf der Erde, wobei die Windböen leicht Geschwindigkeiten von 150 km/h erreichen. Die Dichte der Marsatmosphäre ist so gering, dass wir, wären wir dort auf der Oberfläche, den Wind kaum spüren würden. Er macht sich vor allem durch die Wirbelwinde bemerkbar, die sich manchmal über der staubigen Oberfläche bilden, insbesondere im Frühling und Sommer.
Um noch einmal auf die Staubstürme zurückzukommen (eigentlich handelt es sich um Staubtempeste, doch das Wort storm wird aus dem Englischen üblicherweise mit „tormenta“ übersetzt): Die großen Mengen an Staub, die permanent in der Marsatmosphäre schweben, bewegen sich schnell, angetrieben von den starken vorherrschenden Winden. Im Winter sind diese Winde in den Polarregionen besonders stark, was zu Stürmen führt, die sich zunächst lokal bilden, sich aber schließlich zu Unwettern entwickeln, die sich über weite Teile des Planeten erstrecken.
Fast der gesamte Mars ist von einem undurchsichtigen Schleier mit gelblichen, orangefarbenen und rosafarbenen Nuancen bedeckt, der verhindert, dass die verschiedenen Merkmale der Marslandschaft (Gebirgszüge, Krater, Täler …) von außerhalb des Planeten aus beobachtet werden können, wie Bilder von Sonden, die den Planeten umkreisen, sowie von den Weltraumteleskopen Hubble (im Bild) und James Webb bestätigen.