Gletscher auf dem Mars - Glaciers on Mars
Es wird angenommen, dass Gletscher , die lose als Flecken von derzeit oder kürzlich fließendem Eis definiert sind, in großen, aber begrenzten Bereichen der modernen Marsoberfläche vorhanden sind und in der Vergangenheit zeitweise weiter verbreitet waren. Gelappte konvexe Strukturen an der Oberfläche, die als viskose Strömungsstrukturen bekannt sind, und gelappte Schuttschürzen , die die Eigenschaften einer nicht-Newtonschen Strömung aufweisen , werden heute fast einstimmig als echte Gletscher angesehen.
Allerdings hat eine Vielzahl von anderen Funktionen auf der Oberfläche auch zu fließendem Eis, wie als direkt verknüpft interpretiert gegriffene Gelände , lineated Tal Füllung , konzentrische Kraterfüllung , und bogenförmige Rippen. Es wird auch angenommen, dass eine Vielzahl von Oberflächentexturen, die in Bildern der mittleren Breiten und Polarregionen zu sehen sind, mit der Sublimation von Gletschereis in Verbindung stehen.
Heute sind als Gletscher interpretierte Merkmale weitgehend auf Breitengrade polwärts von etwa 30° Breite beschränkt. Besondere Konzentrationen finden sich im Ismenius-Lacus-Viereck . Basierend auf aktuellen Modellen der Marsatmosphäre sollte Eis nicht stabil sein, wenn es in den mittleren Breiten des Mars an der Oberfläche exponiert ist. Es wird daher angenommen, dass die meisten Gletscher mit einer Schutt- oder Staubschicht bedeckt sein müssen, die den freien Übergang von Wasserdampf aus dem sublimierenden Eis in die Luft verhindert. Dies deutet auch darauf hin, dass in der jüngeren geologischen Vergangenheit das Klima des Mars anders gewesen sein muss, damit die Gletscher in diesen Breiten stabil wachsen können. Dies liefert einen guten unabhängigen Beweis dafür, dass sich die Schiefe des Mars in der Vergangenheit erheblich verändert hat, wie unabhängig durch die Modellierung der Marsbahn gezeigt wurde . Hinweise auf vergangene Vergletscherungen finden sich auch auf den Gipfeln mehrerer Marsvulkane in den Tropen.
Wie Gletscher auf der Erde sind Gletscher auf dem Mars kein reines Wassereis. Von vielen wird angenommen, dass sie erhebliche Mengen an Schutt enthalten, und eine beträchtliche Anzahl wird wahrscheinlich besser als Blockgletscher beschrieben . Viele Jahre lang wurde argumentiert, dass fast alle Gletscher Blockgletscher auf dem Mars waren, hauptsächlich aufgrund der modellierten Instabilität des Wassereises in den mittleren Breiten, wo sich die vermeintlichen Gletschermerkmale konzentrierten. Jüngste direkte Beobachtungen des SHARAD- Radarinstruments auf dem Mars Reconnaissance Orbiter- Satelliten haben jedoch bestätigt, dass zumindest einige Merkmale relativ reines Eis und somit echte Gletscher sind. Einige Autoren haben auch behauptet, dass sich unter bestimmten seltenen Bedingungen Gletscher aus festem Kohlendioxid auf dem Mars gebildet haben.
Manche Landschaften sehen aus wie Gletscher, die sich aus Bergtälern auf der Erde bewegen. Einige scheinen ein ausgehöhltes Zentrum zu haben, das wie ein Gletscher aussieht, nachdem fast das gesamte Eis verschwunden ist. Was übrig bleibt, sind die Moränen – der Dreck und Schutt, der vom Gletscher getragen wird. Diese vermeintlichen Alpengletscher wurden Glacier-like Forms (GLF) oder Glacier-like Flows (GLF) genannt. Gletscherähnliche Formen sind ein späterer und vielleicht genauerer Begriff, da wir nicht sicher sein können, ob sich die Struktur derzeit bewegt. Ein anderer, allgemeinerer Begriff, der manchmal in der Literatur verwendet wird, sind viskose Strömungsmerkmale (VFF).
Radarstudien
Radarstudien mit dem SHAllow RADar (SHARAD) auf dem Mars Reconnaissance Orbiter zeigten, dass Lobate Debris Aprons (LDA) und Lineated Valley Fill (LVF) reines Wassereis enthalten, das mit einer dünnen Gesteinsschicht bedeckt ist, die das Eis isoliert. Eis wurde sowohl auf der Südhalbkugel als auch auf der Nordhalbkugel gefunden. Forscher des Niels-Bohr-Instituts kombinierten Radarbeobachtungen mit Eisströmungsmodellen, um zu sagen, dass das Eis in allen Marsgletschern dem entspricht, was die gesamte Marsoberfläche mit 1,1 Metern Eis bedecken könnte. Die Tatsache, dass das Eis noch da ist, deutet darauf hin, dass eine dicke Staubschicht das Eis schützt; die aktuellen atmosphärischen Bedingungen auf dem Mars sind so, dass jedes exponierte Wassereis sublimieren würde.
Klimawandel
Es wird angenommen, dass sich Eis angesammelt hat, als sich die Orbitalneigung des Mars stark von der heutigen unterschied (die Achse, auf der sich der Planet dreht, hat ein beträchtliches "Wackeln", was bedeutet, dass sich ihr Winkel im Laufe der Zeit ändert). Vor einigen Millionen Jahren betrug die Neigung der Marsachse 45 Grad statt heute 25 Grad. Seine Neigung, auch Schiefe genannt, variiert stark, da seine beiden winzigen Monde ihn nicht wie unseren Mond stabilisieren können.
Es wird angenommen, dass viele Merkmale auf dem Mars, insbesondere im Ismenius-Lacus-Viereck, große Mengen an Eis enthalten. Das beliebteste Modell für die Entstehung des Eises ist der Klimawandel durch große Veränderungen der Neigung der Rotationsachse des Planeten. Zeitweise war die Neigung sogar größer als 80 Grad Große Veränderungen der Neigung erklären viele eisreiche Merkmale auf dem Mars.
Studien haben gezeigt, dass Eis an den Polen nicht mehr stabil ist, wenn die Neigung des Mars von derzeit 25 Grad 45 Grad erreicht. Darüber hinaus sublimieren bei dieser hohen Neigung die Speicher von festem Kohlendioxid (Trockeneis), wodurch der Atmosphärendruck erhöht wird. Durch diesen erhöhten Druck kann mehr Staub in der Atmosphäre gehalten werden. Feuchtigkeit in der Atmosphäre fällt als Schnee oder als Eis, das auf Staubkörner gefroren ist. Berechnungen deuten darauf hin, dass sich dieses Material in den mittleren Breiten konzentriert. Allgemeine Zirkulationsmodelle der Marsatmosphäre sagen Ansammlungen von eisreichem Staub in den gleichen Gebieten voraus, in denen eisreiche Strukturen gefunden werden. Wenn die Neigung beginnt, auf niedrigere Werte zurückzukehren, sublimiert das Eis (wird direkt zu einem Gas) und hinterlässt eine Staubschicht. Die Lag-Lagerstätte begrenzt das darunter liegende Material, sodass bei jedem Zyklus hoher Neigungsniveaus etwas eisreicher Mantel zurückbleibt. Die glatte Mantelschicht stellt wahrscheinlich nur relativ junges Material dar.
Geomorphologie
Konzentrische Kraterfüllung, Lineated Valley Fill und lobate Schuttschürzen
Mehrere Arten von Landformen wurden als wahrscheinlicher Schmutz und Gesteinsschutt identifiziert, der riesige Eisablagerungen bedeckt. Die konzentrische Kraterfüllung (CCF) enthält Dutzende bis Hunderte von konzentrischen Graten, die durch die Bewegungen von manchmal Hunderten Meter dicken Eisansammlungen in Kratern entstehen. Lineated Valley Fill (LVF) sind Gratlinien in Tälern. Diese Linien könnten sich entwickelt haben, als andere Gletscher tälerabwärts wanderten. Einige dieser Gletscher scheinen aus Material zu stammen, das um Mesas und Buttes herum sitzt. Lobate Schutt Schürzen (LDA) sind die Namen dieser Gletscher. All diese Merkmale, von denen angenommen wird, dass sie große Mengen an Eis enthalten, finden sich in den mittleren Breiten sowohl auf der Nord- als auch auf der Südhalbkugel. Diese Gebiete werden manchmal als Fretted Terrain bezeichnet, weil es manchmal winklig ist. Mit der überlegenen Auflösung der Kameras von Mars Global Surveyor (MGS) und MRO haben wir festgestellt, dass die Oberfläche von LDAs, LVF und CCFs ein komplexes Gewirr von Rippen aufweist, die der Oberfläche des menschlichen Gehirns ähneln. Breite Kämme werden als geschlossenzelliges Gehirngelände bezeichnet , und die weniger verbreiteten schmalen Kämme werden als offenzelliges Hirngelände bezeichnet. Es wird angenommen, dass das weite, geschlossenzellige Terrain noch einen Eiskern enthält, dass, wenn er schließlich verschwindet, die Mitte des breiten Rückens zusammenbricht, um die schmalen Rücken des offenzelligen Gehirngeländes zu erzeugen. Heute ist es allgemein anerkannt, dass gletscherähnliche Formen, gelappte Schuttschürzen, lineare Talfüllungen und konzentrische Füllungen alle insofern verwandt sind, als sie die gleiche Oberflächentextur haben. Gletscherähnliche Formen in Tälern und karähnliche Nischen können mit anderen zusammenwachsen, um gelappte Schuttschürzen zu erzeugen. Wenn gegenüberliegende Schuttschürzen konvergieren, ergibt sich eine lineare Talfüllung
Viele dieser Merkmale finden sich auf der Nordhalbkugel in Teilen einer Grenze, die als Mars-Dichotomie bezeichnet wird . Die Dichotomie des Mars findet sich meist zwischen den Längengraden 0 und 70 östlicher Länge. In der Nähe dieses Gebiets befinden sich Regionen, die nach alten Namen benannt sind: Deuteronilus Mensae , Protonilus Mensae und Nilosyrtis Mensae .
Gut entwickelte Mulden, wie HiRISE im Rahmen des HiWish-Programms gesehen hat . Hohlräume befinden sich am Boden eines Kraters mit konzentrischer Kraterfüllung. Standort ist Casius-Viereck .
Nahaufnahme, die Risse mit Vertiefungen auf dem Boden eines Kraters mit konzentrischer Kraterfüllung zeigt, wie von HiRISE im Rahmen des HiWish-Programms gesehen. Standort ist Casius-Viereck .
Clanis und Hypsas Valles, gesehen von HiRISE. Grate sind wahrscheinlich auf Gletscherfluss zurückzuführen. Eis ist von einer dünnen Gesteinsschicht bedeckt. Standort ist das Ismenius-Lacus-Viereck .
Coloe Fossae Lineated Valley Fill , wie von HiRISE gesehen. Maßstabsleiste ist 500 Meter lang. Standort ist das Ismenius-Lacus-Viereck .
Lineated Valley Fill im Ismenius Lacus-Viereck, wie von HiRISE im HiWish-Programm gesehen .
Tal mit linearer Talfüllung , wie von HiRISE unter dem HiWish-Programm gesehen Lineare Talströmung wird durch Eisbewegungen verursacht. Standort ist Casius-Viereck .
Lineare Talfüllung in Tal, wie von HiRISE im Rahmen des HiWish-Programms gesehen. Lineare Talströmung ist von Schutt bedecktes Eis. Standort ist das Ismenius-Lacus-Viereck .
Diese Reihe von Zeichnungen veranschaulicht, warum Forscher glauben, dass viele Krater voller eisreichem Material sind. Die Tiefe der Krater kann anhand des beobachteten Durchmessers vorhergesagt werden. Viele Krater sind fast voll, anstatt schalenförmig zu sein; daher wird angenommen, dass sie viel Material gewonnen haben, seit sie durch Aufprall geformt wurden. Ein Großteil des zusätzlichen Materials ist wahrscheinlich Eis, das als Schnee oder eisbeschichteter Staub vom Himmel gefallen ist.
Weite CTX-Ansicht der Mesa mit Lobate Debris Apron (LDA) und Lineated Valley Fill. Bei beiden handelt es sich vermutlich um mit Schutt bedeckte Gletscher. Standort ist das Ismenius-Lacus-Viereck .
Nahaufnahme einer Schürze aus gelapptem Schutt aus dem vorherigen CTX-Bild eines Tafelbergs. Das Bild zeigt offenzelliges Gehirngelände und geschlossenzelliges Gehirngelände , das häufiger vorkommt. Offenzelliges Gehirngelände soll einen Eiskern enthalten. Das Bild stammt von HiRISE unter dem HiWish-Programm.
Lobate Trümmerschürzen (LDAs) um eine Mesa herum, wie von CTX gesehen. Mesa und LDAs sind beschriftet, damit man ihre Beziehung sehen kann. Radarstudien haben ergeben, dass LDAs Eis enthalten; daher können diese für zukünftige Kolonisten des Mars wichtig sein. Standort ist das Ismenius-Lacus-Viereck .
Breite CTX-Ansicht, die Mesa und Buttes mit gelappten Schuttschürzen und gesäumten Talfüllungen um sie herum zeigt. Standort ist das Ismenius-Lacus-Viereck .
Nahaufnahme von Lineated Valley Fill (LVF), wie von HiRISE unter dem HiWish-Programm gesehen. Hinweis: Dies ist eine Vergrößerung des vorherigen CTX-Bildes.
Zungenförmige Gletscher
Einige der Gletscher fließen Berge hinab und werden von Hindernissen und Tälern geformt; sie bilden eine Art Zungenform.
Zungenförmiger Gletscher, gesehen von HiRISE im Rahmen des HiWish-Programms. Unter einer isolierenden Schmutzschicht kann auch heute noch Eis im Gletscher vorhanden sein. Standort ist Hellas-Viereck .
Zungenförmiger Gletscher, gesehen von HiRISE im Rahmen des HiWish-Programms. Standort ist Phaethontis-Viereck .
Nahaufnahme eines zungenförmigen Gletschers, gesehen von HiRISE im Rahmen des HiWish-Programms. Die Auflösung beträgt etwa 1 Meter, sodass man in diesem Bild Objekte mit einem Durchmesser von einigen Metern sehen kann. Unter einer isolierenden Schmutzschicht kann auch heute noch Eis im Gletscher vorhanden sein. Standort ist Hellas-Viereck .
Hummel-Erleichterung
In Nereidum Montes wurde ein hügeliges Relief gefunden, das den Veiki-Moränen in Nordschweden ähnelt . Es wird vermutet, dass das Relief aus dem Schmelzen eines Marsgletschers resultiert.
Es gibt keine aktuellen Hinweise auf Gletscher auf einem der Vulkane auf dem Mars
Eisdecke
Es gibt viele Beweise für einen großen Eisschild, der in der Südpolarregion des Planeten existierte. Dort findet man eine große Anzahl von Eskern, die sich unter Eis bilden. Das Feld der Esker bildet die Formation Dorsa Argentea . Der Eisschild hatte eine Fläche, die doppelt so groß war wie die des Bundesstaates Texas .
Gemahlenes Eis
Der Mars hat riesige Gletscher, die über weite Gebiete in den mittleren Breiten unter einer Schicht aus felsigem Schutt versteckt sind. Diese Gletscher könnten ein großes Reservoir an lebenserhaltendem Wasser auf dem Planeten für einfache Lebensformen und für zukünftige Kolonisten sein. Untersuchungen von John Holt von der University of Texas at Austin und anderen ergaben, dass eines der untersuchten Merkmale dreimal größer als die Stadt Los Angeles und bis zu 800 m dick ist, und es gibt noch viel mehr.
Einige der eiszeitlichen Merkmale wurden in den 1970er Jahren von den Viking-Orbitern der NASA entdeckt. Seit dieser Zeit wurden glazialähnliche Merkmale mit immer fortschrittlicheren Instrumenten untersucht. Viel bessere Daten wurden von Mars Global Surveyor , Mars Odyssey , Mars Express und Mars Reconnaissance Orbiter erhalten .
Galerie
Moreux-Krater- Moränen und Kessellöcher, gesehen von HIRISE. Standort ist das Ismenius-Lacus-Viereck .
Oberfläche, die das Aussehen mit und ohne Mantelbedeckung zeigt, wie von HiRISE im Rahmen des HiWish-Programms gesehen . Standort ist Terra Sirenum im Phaethontis-Viereck . Der Mantel fiel vom Himmel und könnte eine wichtige Eisquelle für Gletscher sein.
Gletscher, der sich aus dem Tal bewegt, wie von HiRISE im Rahmen des HiWish-Programms gesehen. Standort ist das Ismenius-Lacus-Viereck .
Der Elefantenfuß-Gletscher am Romer Lake in der Arktis der Erde, gesehen von Landsat 8. Dieses Bild zeigt mehrere Gletscher, die die gleiche Form haben wie viele Merkmale auf dem Mars, von denen angenommen wird, dass sie auch Gletscher sind.
Gletscher, der aus dem Tal kommt, wie von HiRISE im Rahmen des HiWish-Programms gesehen. Standort ist der Rand des Moreux-Kraters . Standort ist das Ismenius-Lacus-Viereck .
Schluchten und mögliche Überreste alter Gletscher in einem Krater im Eridania-Viereck , nördlich des großen Kraters Kepler. Ein vermuteter Gletscher rechts hat die Form einer Zunge. Das Bild wurde vom Mars Global Surveyor im Rahmen des Public Target-Programms aufgenommen.
Mesa im Ismenius-Lacus-Viereck , gesehen von CTX. Mesa hat mehrere Gletscher, die es erodieren. Einer der Gletscher ist in den nächsten beiden Bildern von HiRISE detaillierter zu sehen. Bild von Ismenius Lacus Viereck .
Gletscher aus der Sicht von HiRISE im Rahmen des HiWish-Programms . Der Bereich im Rechteck wird im nächsten Foto vergrößert. Zone der Ansammlung von Schnee an der Spitze. Der Gletscher bewegt sich talabwärts und breitet sich dann auf der Ebene aus. Der Beweis für den Fluss kommt von den vielen Linien an der Oberfläche. Standort ist in Protonilus Mensae im Ismenius Lacus Viereck .
Vergrößerung des Bereichs im Rechteck des vorherigen Bildes. Wird als Endmoräne eines Gletschers interpretiert. Mit HiRISE im Rahmen des HiWish-Programms aufgenommenes Bild. Bild von Ismenius Lacus Viereck .
Kontext für das nächste Bild des Endes eines Fließ-Features oder Gletschers. Standort ist Hellas-Viereck . Mit HiRISE im Rahmen des HiWish-Programms aufgenommenes Bild.
Nahaufnahme des Bereichs in der Box im vorherigen Bild. Wird als Endmoräne eines Gletschers interpretiert. Für den Maßstab zeigt die Box die ungefähre Größe eines Fußballfeldes. Bild aufgenommen mit HiRISE im Rahmen des HiWish-Programms. Standort ist Hellas-Viereck .
Mögliche Moräne am Ende eines vergangenen Gletschers auf einem Hügel in Deuteronilus Mensae , wie von HiRISE im Rahmen des HiWish-Programms gesehen.
Möglicher Glacial Cirque in Hellas Planitia , gesehen von HiRISE, im Rahmen des HiWish-Programms. Linien sind wahrscheinlich auf Abwärtsbewegungen zurückzuführen.
Gletscher, gesehen von HiRISE, im Rahmen des HiWish-Programms. Der Gletscher links ist dünn, weil er viel von seinem Eis verloren hat. Der rechte Gletscher hingegen ist dick; Es enthält immer noch viel Eis, das sich unter einer dünnen Schicht aus Schmutz und Gestein befindet. Standort ist Hellas-Viereck .
Überreste von Gletschern, wie sie HiRISE im Rahmen des HiWish-Programms gesehen hat. Bild von Ismenius Lacus Viereck .
Wahrscheinlicher Gletscher, wie er von HiRISE im Rahmen des HiWish-Programms gesehen wurde. Radarstudien haben ergeben, dass es fast vollständig aus reinem Eis besteht. Es scheint sich von der Anhöhe (einem Mesa) auf der rechten Seite zu bewegen. Standort ist das Ismenius-Lacus-Viereck .
Steuerbar - Gletscher , wie HiRISE gesehen. Standort ist das Ismenius-Lacus-Viereck .
Pfeile weisen auf drumlin-ähnliche Formen hin, die wahrscheinlich unter einem Gletscher entstanden sind, wie HiRISE im Rahmen des HiWish-Programms gesehen hat. Einige der Formen benötigen flüssiges Wasser unter dem Gletscher, um sich zu bilden. Standort ist das Ismenius-Lacus-Viereck .
Gletscher auf einem Kraterboden, gesehen von HiRISE im Rahmen des HiWish-Programms Die Risse im Gletscher können Spalten sein. An der Kraterwand befindet sich auch ein Gully-System. Standort ist Casius-Viereck .
Glacier, wie von HiRISE unter dem HiWish-Programm gesehen. Standort ist Casius-Viereck .
Gletscher, die sich in zwei verschiedenen Tälern bewegen, wie von HiRISE im Rahmen des HiWish-Programms beobachtet. Standort ist das Ismenius-Lacus-Viereck .
Weite Ansicht des Flusses, der sich talabwärts bewegt, wie von HiRISE im Rahmen des HiWish-Programms gesehen. Standort ist das Ismenius-Lacus-Viereck .
Nahansicht eines Teils des Gletschers, wie von HiRISE im Rahmen des HiWish-Programms gesehen. Die Box zeigt die Größe des Fußballfelds. Standort ist das Ismenius-Lacus-Viereck .
Interaktive Marskarte
Siehe auch
Verweise
Externe Links
- Mars-Eis - Jim Secosky - 16. Jahrestagung der Internationalen Mars-Gesellschaft
- https://www.youtube.com/watch?v=kpnTh3qlObk [T. Gordon Wasilewski - Water on Mars - 20th Annual International Mars Society Convention] Beschreibt, wie man Wasser aus Eis im Boden gewinnt
- Hochauflösendes Überflugvideo von Seán Doran über einen Gletscher in Protonilus Mensae , basierend auf einem digitalen Geländemodell der NASA ; siehe Album für mehr
- Jeffrey Plaut - Subsurface Ice - 21. Annual International Mars Society Convention