DÜNEN AUF DEM MARS | PLANETENFORSCHUNG nur ein paar Male in einem Jahrzehnt vor,und zwar während der heftigsten Staubstürme [1]. Wenn schon die Häufigkeit solcher Windböen gering ist,dann ist deren Zeitdauer noch verblüffender: Die sechs Jahre dauernde Viking-Mission konnte an den Landeplätzen der Sonden nur ein einziges Mal einen Transport von Sand beobachten, und dieses Er- eignis dauerte nur rund vierzig Sekunden lang [1]. Hätten so selten auftretende Winde die heutigen Marsdünen über- haupt formen können? Physik der Dünen Die Antwort auf diese Frage können seit kurzem numeri- sche Computersimulationen liefern. Sie basieren auf einer Modellierung der wesentlichen Prozesse, die die Physik der Dünen umfasst. Dünen entstehen durch äolischen Sand- transport: Darunter verstehen Geologen die Windverfrach- tung von Feinmaterial aus Lockergestein. Der wesentliche Mechanismus ist die „Saltation“: Dabei fliegen die Sand- körner ab einem minimalen Wert der Windgeschwindigkeit auf ballistischen Bahnen. Treffen sie wieder auf den Boden auf, dann lösen sie beim Aufprall weitere Körner aus dem Boden heraus (engl. Splash), die ebenfalls vom Wind mit- getragen werden. So sammeln sich nach und nach immer mehr Sandkörner in der Saltationsschicht. © 2008 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 5/2008 (39) | Phys. Unserer Zeit | 229 Die Sanddünen auf dem Mars haben ähnliche Formen wie irdische Dünen. Seit ihrer Ent- deckung durch die ersten Marsmissionen blieb jedoch eine Frage offen: Wann und wie sind sie entstanden? Computersimulationen zeigen nun, wie starke Marswinde sie unter den heutigen atmosphärischen Bedingungen des Roten Planeten geformt haben könnten. D ie Bilder vom Nordpol, vom südlichen Hochland und den einsamen Kratern des Roten Planeten zeigen: Sanddünen sind nicht nur für irdische Wüsten typisch, son- dern auch auf der Marsoberfläche allgegenwärtig. Marsia- nische Dünen gibt es in reicher Formenvielfalt. Typisch sind die markanten Wanderdünen, die sogenannten Barchane, wie man sie im Arkhangelsky-Krater beobachten kann (Ab- bildung 1). Dieser Krater liegt auf der Südhalbkugel, nord- östlich der auffälligen, kreisrunden Tiefebene Argyre Pla- nitia (Marskarte siehe „Internet“, S. 230). Die Barchandünen entstehen,wenn die Menge des beweglichen Sandes gering ist und der Wind immer aus derselben Richtung weht. Cha- rakteristisch sind die beiden hornförmigen Fortsätze auf der windabgewandten Seite. Die Beobachtung der Marsoberfläche seit den ersten Marsmissionen vor fast vier Jahrzehnten vermittelt aller- dings den Eindruck, dass die Marsdünen sich heutzutage scheinbar nicht bewegen. Dies führte zu der Hypothese, dass sie vor einer langen Zeit gebildet wurden, als die Mars- atmosphäre wesentlich dichter war und so zumindest phy- sikalisch den irdischen Bedingungen ähnelte. Uns ist es nun gelungen, mit Computersimulationen zu zeigen, unter wel- chen Bedingungen und in welchen Zeiträumen Marsdünen entstehen und sich verändern können. Heute ist die Dichte der Marsatmosphäre etwa hun- dertmal geringer als die der irdischen Luft auf Meereshöhe. Deshalb sind die Winde, die heute auf dem Mars wehen, meist viel zu schwach, um Sand zu bewegen. Nur Marswin- de mit der zehnfachen Geschwindigkeit der irdischen Wüs- tenwinde wären in der Lage, Sandkörner in Bewegung zu setzen. Solche starken Winde kommen auf dem Mars aber Dünenbildung auf dem Mars Die Entdeckung der Langsamkeit E RIC J. R. PARTELI | HANS J. HERRMANN DOI: 10.1002/piuz.200801171 Krater und Dünenfeld im Einschlagbecken Argyre Planitia auf der Südhalb- kugel (Bild: ESA/DLR).