Forscher der Brown University haben gezeigt, dass einige Mars-Täler anscheinend durch das Abfließen von orographischem Niederschlag verursacht wurden.
Talnetze, die sich über die Marsoberfläche verzweigen, lassen kaum Zweifel daran aufkommen, dass einst Wasser auf dem Roten Planeten floss. Aber woher dieses uralte Wasser kam - ob es aus dem Untergrund sprudelte oder als Regen oder Schnee fiel - wird von Wissenschaftlern immer noch diskutiert. Eine neue Studie von Forschern der Brown University setzt ein neues Häkchen in der Niederschlagsspalte.
Mars vom Odyssey-Raumschiff. Wassergeschnitzte Täler auf dem Mars scheinen durch Abflüsse von Niederschlägen verursacht worden zu sein, wahrscheinlich Schmelzwasser aus Schnee. Frühe Marsniederschläge wären an Berghängen und Kraterrändern gefallen. Bildnachweis: Bilder von der NASA
Die Studie stellt fest, dass wassergeschnitzte Täler an vier verschiedenen Stellen auf dem Mars anscheinend durch das Abfließen von orografischen Niederschlägen verursacht wurden - Schnee oder Regen, der fällt, wenn feuchte vorherrschende Winde von Gebirgskämmen nach oben gedrückt werden. Die neuen Erkenntnisse sind der bislang detaillierteste Beweis für einen orografischen Effekt auf den alten Mars und könnten ein neues Licht auf das frühe Klima und die Atmosphäre des Planeten werfen.
Ein Artikel, der die Arbeit beschreibt, wurde von Geophysical Research Letters angenommen und im Juni online veröffentlicht.
Kat Scanlon, eine Doktorandin der Geowissenschaften bei Brown, leitete die Forschung und ist mit dem orografischen Effekt bestens vertraut. Sie absolvierte ein Studium der Meteorologie in Hawaii, wo ein grundlegendes orographisches Muster zu finden ist. Feuchte tropische Winde aus dem Osten werden nach oben gedrückt, wenn sie auf die Berge von Hawaiis großer Insel treffen. Den Winden fehlt die kinetische Energie, um den Berggipfel zu erreichen. Sie leiten ihre Feuchtigkeit auf die Ostseite der Insel und machen Teile davon zu einem tropischen Dschungel. Die Westseite hingegen ist fast eine Wüste, weil sie im Regenschatten des Berggipfels liegt.
Scanlon vermutete, dass ähnliche orographische Muster auf dem frühen Mars vorkamen und dass die Talnetze ein Indikator sein könnten. "Das ist mir sofort eingefallen, als ich herausgefunden habe, ob diese Täler auf dem Mars mit Niederschlägen zu tun haben", sagte sie.
Die Forscher, darunter Jim Head, Professor für Geowissenschaften, identifizierten zunächst vier Orte, an denen Talnetze entlang hoher Bergkämme oder erhöhter Kraterränder gefunden wurden. Um die Richtung der vorherrschenden Winde an jedem Standort zu bestimmen, verwendeten die Forscher ein neu entwickeltes allgemeines Zirkulationsmodell (GCM) für den Mars. Das Modell simuliert die Luftbewegung basierend auf der Gaszusammensetzung, die Wissenschaftler in der frühen Marsatmosphäre vermuteten. Als nächstes verwendete das Team ein Modell des orografischen Niederschlags, um zu bestimmen, wo bei den vorherrschenden Winden aus dem GCM der Niederschlag in jedem der Untersuchungsgebiete wahrscheinlich fallen würde.
Ihre Simulationen zeigten, dass der Niederschlag an den Köpfen der dichtesten Talnetze am stärksten gewesen wäre. "Ihre Entwässerungsdichte variiert in der Weise, wie man es von der komplexen Reaktion des Niederschlags auf die Topographie erwarten würde", sagte Scanlon. "Wir konnten das auf ziemlich solide Weise bestätigen."
Die im GCM verwendeten atmosphärischen Parameter basieren auf einem neuen umfassenden allgemeinen Zirkulationsmodell, das ein kaltes Klima vorhersagt. Daher war der in dieser Studie modellierte Niederschlag Schnee. Aber dieser Schnee könnte durch die ständige Erwärmung geschmolzen worden sein, um die Tälernetzwerke zu formen, und tatsächlich könnte es in dieser Zeit Regen gegeben haben, sagen Scanlon und Head.
Von Mars Reconnaissance Orbiter | Eine zusätzliche Modellierung könnte bestimmen, wie schnell Marsschnee hätte schmelzen können und ob Schneeschmelze allein die Täler hätte schnitzen können.
"Der nächste Schritt ist das Modellieren der Schneeschmelze", sagte sie. „Die Frage ist, wie schnell du eine riesige Schneebank zum Schmelzen bringen kannst. Brauchst du regen Ist es überhaupt möglich, mit nur der Schneeschmelze genug Abfluss zu bekommen? “
Mit dem Wissen aus dieser Studie, dass Niederschläge für das Schnitzen der Täler wichtig waren, könnten die Antworten auf diese zusätzlichen Fragen wichtige Einblicke in das Klima auf dem Mars vor Milliarden von Jahren liefern.
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