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Die Sonne hat einen Teil der Marsatmosphäre gestohlen, und die NASA hat zugesehen

Für die meisten NASA-Roboter auf und um den Mars war der 8. März 2015 nur ein weiterer Sonntag. Als der rote Planet seinen langsamen Marsch um die Sonne fortsetzte, erschütterte ein Ausbruch von Sonnenmaterial die Atmosphäre. Keine große Sache - solche Änderungen des Sonnenwetters sind ziemlich häufig.

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Aber für eine umlaufende Sonde war der 8. März ein Tag der Geschichte des Mars.

Die Mission der NASA, Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN), beobachtete genau, wie der Sonnenausbruch einen Teil der ohnehin schon dünnen Atmosphäre des Planeten entfernte. Die Beobachtungen stützen die Vermutung der Wissenschaftler, dass die Sonnenaktivität eine wichtige Rolle bei der Gestaltung der Marsatmosphäre spielt. Diese Erkenntnis ist bei Betrachtung mit einem äußerst geduldigen Auge noch aufregender.

Das liegt daran, dass die junge Sonne vor Milliarden von Jahren als viel aktiver galt und Sonnenstürme häufiger und intensiver ausstieß als heute. Angesichts dieses neuen Verständnisses, wie sich die Sonne auf den Mars auswirkt, ist es wahrscheinlich, dass eine stürmische jugendliche Sonne der Grund dafür ist, dass der Mars von warm und nass in die kühle, unfruchtbare Welt übergegangen ist, die wir heute sehen.

Während des März-Sonnensturms sah MAVEN, wie geladene Partikel in der Atmosphäre des roten Planeten aufgesaugt und weggewirbelt wurden. Planetenionen wurden in den Weltraum ausgespuckt und in rankenartige magnetische „Flussseile“ von mehr als 3.000 Meilen Länge eingebunden. Material aus der Atmosphäre trat während dieses Ereignisses mit viel höheren Geschwindigkeiten als normal aus.

Der Sonnenausbruch veränderte die schwache magnetische Umgebung des roten Planeten dramatisch und wirkte sich auch auf die obere Atmosphäre aus. Angesichts des Ausmaßes des Einflusses der Sonne auf den Mars ist es wahrscheinlich, dass solche Fackeln einen signifikanten - sogar dominanten - Beitrag zum Klimawandel auf dem roten Planeten geleistet haben.

Auf der Erde gedeiht das Leben zum Teil, weil es unter einer relativ dichten Atmosphäre, die eine Mischung aus wärmespeichernden Gasen enthält, warm und gemütlich gehalten wird. Die moderne Marsatmosphäre enthält hauptsächlich Kohlendioxid, ein starkes Treibhausgas, ist jedoch wesentlich dünner und lässt die Oberfläche zu kalt, um große Gewässer zu stützen, die als Hauptbestandteil des Lebens gelten.

Angesichts der Flut von Beweisen für flüssiges Wasser auf dem alten Mars vermuten Astronomen, dass der Planet zu irgendeinem Zeitpunkt in der Vergangenheit eine dickere Atmosphäre gehabt haben muss. Die Schlüsselfrage ist, ob der Zeitrahmen für diese warme, feuchte Periode, wie er durch Daten aus Oberflächenexperimenten definiert wird, mit dem Zeitrahmen für eine freundlichere Atmosphäre übereinstimmt.

Darüber hinaus müssen Wissenschaftler wissen, ob eine Atmosphäre, die das richtige Verhältnis von Licht, Temperatur und Wasser aushält, lange genug stabil ist, um Bestand zu haben, sagt David Brain, ein Mitforscher des MAVEN-Teams.

Es ist sehr wahrscheinlich, dass der Großteil des atmosphärischen Verlusts des Planeten in den ersten eineinhalb Milliarden Jahren seines Bestehens stattgefunden hat, sagt Brain. Die neuen MAVEN-Daten sollen Wissenschaftlern dabei helfen, Unterschiede in der atmosphärischen Fluchtrate herauszufinden und wie sich diese im Laufe der Zeit verändert haben könnte. Dann können sie rückwärts arbeiten und den Zeitrahmen besser bestimmen, in dem der Mars eine dickere Atmosphäre hatte.

Der NASA-Marsrover Curiosity hat an einer seiner Bohrstellen im Gale Crater ein Selfie aufgenommen, das hier als Projektion eines "kleinen Planeten" dargestellt wird und den Horizont als Kreis darstellt. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) Gesteinsschichten im Vordergrund dieses Bildes vom Marsrover Neugierde taucht auf den Fuß des Mount Sharp, eines 18.000 Fuß hohen Berges im Inneren des Gale-Kraters, zu. Die Schichten zeigen den Fluss von flüssigem Wasser in Richtung eines Beckens an - ein Beweis dafür, dass der Krater einst einen großen See beherbergte. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) Die Pheonix-Mission der NASA landete 2008 in der Nähe der Nordpolkappe. Diese beiden Bilder zeigen einen Graben, den der Lander im Juni dieses Jahres ausgehoben hat und der in der schattigen linken unteren Ecke in der linken Aufnahme Eisklumpen freigelegt hat. Das Eis sublimierte an der Luft und war vier Tage später vollständig verschwunden. (NASA / JPL-Caltech / Universität von Arizona / Texas A & M University) The Mars Exploration Rover Opportunity hat dieses Bild von eisenreichen mineralischen Konkretionen mit dem Spitznamen Blaubeeren im Fram-Krater aufgenommen. Die Kugeln lieferten frühzeitig Hinweise darauf, dass Wasser auf dem alten Mars geflossen sein könnte, da Wissenschaftler glauben, es handele sich um Mineralablagerungen, die sich gebildet haben, als Wasser durch Felsen rieselte. (NASA / JPL-Caltech / Cornell / USGS) Auf diesem Bild des Mars Reconnaissance Orbiter fließen dunkle, schmale Streifen bergab an den Wänden des Horowitz-Kraters. Diese Streifen werden höchstwahrscheinlich durch saisonale Strömungen von kaltem, salzigem Wasser auf dem heutigen Mars verursacht. (NASA / JPL-Caltech / Universität von Arizona) Kohlendioxid-Frost ziert in dieser Aufnahme vom Mars Reconnaissance Orbiter federähnliche Schluchten in den nördlichen Ebenen des Mars. (NASA / JPL-Caltech / Universität von Arizona) Eine Grafik, die auf Daten von MAVEN basiert, zeigt, wie die Marsatmosphäre während einer engen Begegnung mit dem Kometen C / 2013 A1 Siding Spring im Oktober 2014 im ultravioletten Bereich ausgesehen hätte. Der Komet löste auf dem Mars einen Meteoritenschauer aus, der Magnesium in die Atmosphäre ionisierte. (NASA / Universität von Colorado) Der Mars Reconnaissance Orbiter hat dieses Bild von Sedimentgesteinsschichten und windgeblasenem Sand in Valles Marineris aufgenommen. (NASA / JPL-Caltech / Universität von Arizona)

Ein besseres Verständnis der Marsatmosphäre könnte auch zu Enthüllungen über die Erde und andere Planeten führen.

"Was mich begeistert, ist die Idee des Mars als Labor", sagt Brain. "Sobald unsere Modelle wirklich vertrauenswürdig sind, können wir sie in neuen Situationen anwenden."

Solche verbesserten Modelle könnten beispielsweise zu neuen Erkenntnissen über Venus führen, die ein ähnlich schwaches Magnetfeld aufweist. Sie könnten auch Hinweise geben, wie die Erde während des Umschwenkens ihres Magnetfelds in der Sonne interagiert. Und anstatt nur zu untersuchen, wie sich die Sonne auf den Mars auswirkt, wollen Wissenschaftler fragen, was ihre Beobachtungen wiederum über die Sonne aussagen.

Entdeckungen über den März-Sonnensturm sind nur die Spitze des Eisbergs - die Studie wird zusammen mit drei weiteren Ergebnissen über die Marsatmosphäre in der Wissenschaft und 44 weiteren Artikeln in Geophysical Research Letters veröffentlicht .

Eine Studie untersuchte die neu entdeckte Polarlicht-Aurora auf dem roten Planeten - ein diffuses Phänomen, das anscheinend durch das geringe Magnetfeld in der Nähe der Planetenkruste verursacht wird. Ein anderes Papier zeigt Ergebnisse von MAVENS Flirt mit der oberen Marsatmosphäre, die Daten lieferten, die Wissenschaftlern helfen, die Physik zu verstehen, die Teilchen in der Atmosphäre hält.

Eine vierte Studie analysiert Staub in verschiedenen Höhenlagen, was darauf hindeutet, dass Staubpartikel, die hoch in der Marsatmosphäre eingeschlossen sind, tatsächlich von anderen Planeten stammen.

Und die Entdeckungen könnten noch kommen: Die MAVEN-Mission wurde bis September 2016 verlängert, und die Wissenschaftler haben noch viel mehr Daten von der ersten Beobachtungskampagne zu analysieren. Für Brain und seine Kollegen sind die Informationen, die sie sehen, geradezu aufregend.

"Jeder einzelne Datensatz gehört zu den besten oder besten, die ich je für einen Planeten gesehen habe", sagt Brain, der regelmäßig von Erdwissenschaftlern erfahren wird, dass sie sich wünschen, ähnliche Beobachtungen für unseren eigenen Planeten zu haben.

Und trotz der enormen Menge an Informationen, die diese Woche veröffentlicht wurden, deuten die Daten darauf hin, dass es noch viele weitere Rätsel des Mars gibt, sagt Bruce Jakosky, MAVENs Hauptermittler. "Dies ist eine Erkenntnis, dass die Mars-Umgebung sehr komplex ist", sagt er. "Wir denken, es gibt noch eine Menge zu lernen."

Die Sonne hat einen Teil der Marsatmosphäre gestohlen, und die NASA hat zugesehen