Hallo,
ich hatte mich bisher noch nicht mit den Argon-Messungen beschäftigt, habe aber ein paar Informationen zu dem Thema gefunden. Weiter unten findet Ihr ein paar entsprechende Links. Hier der Versuch einer Zusammenfassung und Erklärung :
Die regelmäßig erfolgende Messung der Argonkonzentration in der Marsatmosphäre durch die Rover erfolgt mittlerweile seit dem Jahr 2007 und dient der Untersuchung der jahreszeitlich bedingten Veränderungen der Zusammensetzung der Atmosphäre und den damit verbundenen dortigen dynamischen Vorgängen.
Marslady hat es ja bereits geschrieben : Die Marsatmosphäre besteht hauptsächlich aus Kohlendioxid, welches einen Anteil von 95,3 Prozent stellt. Neben Spurengasen wie z.B. Sauerstoff, Kohlenmonoxid und Methan finden sich außerdem noch Stickstoff ( 2,7 Prozent ) und das Edelgas Argon, welches mit einem Anteil von etwa 1,6 Prozent in der Marsatmosphäre vertreten ist.
Diese Mengenanteile sind jedoch nicht konstant, sondern sie verändern sich vielmehr in einem bestimmten, jahreszeitlich bedingten Rhythmus. Auf seiner sehr exzentrischen Umlaufbahn um die Sonne durchlebt der Mars eine regelmäßig erfolgende Veränderung in der Dichte und Zusammensetzung seiner Atmosphäre. So trifft die Angabe von rund 95 Prozent Kohlendioxid lediglich während der wärmeren Jahreszeiten zu. Sobald auf einer der beiden Hemisphären des Planeten der Winter einsetzt, beginnt das Kohlendioxid aufgrund der damit verbundenen tieferen Lufttemperaturen aus der Atmosphäre auszufrieren und schlägt sich an der jeweiligen Polarkappe in Form von Trockeneis nieder. Dabei entsteht auch ein atmosphärisches Tiefdruckgebiet, welches die Luft des Planeten regelrecht in die Richtung des betroffenen Pols zieht. Mit dem einsetzenden Frühling erhöht sich die Lufttemperatur wieder und das Trockeneis geht erneut in den gasförmigen Zustand über. Die Atmosphäre verdichtet sich jetzt wieder. Dadurch bildet sich über dem betroffenen Pol ein Hochdruckgebiet, welches die Luftmassen wieder in Richtung Äquator schiebt.
Das Argon ist von diesem Ausfrieren nicht betroffen und verbleibt während des gesamten Marsjahres in einer konstanten Menge in der Atmosphäre, da es erst bei viel niedrigeren Umgebungstemperaturen gefriert. Dadurch verändert sich auch ständig das Mengenverhältnis von Kohlendioxid zu Argon. Ein Spektrometer an Bord des Orbiters Mars Odyssey, das Gamma Ray Spectrometer ( GRS ), konnte so nachweisen, dass am Südpol des Mars während des dort herrschenden Winters die Argonkonzentration sechsmal höher ausfällt als während der wärmeren Jahreszeiten.
Im Rahmen dieses Prozesses der Sublimation und Resublimation des Kohlendioxids und der dadurch entstehenden Hoch- und Tiefdruckgebiete kommt es zu einer stetig erfolgenden Vermischung zwischen den Luftmassen im Bereich des Äquators und den Luftmassen über den Polgebieten. Um diese Vermischung - zeitlicher Ablauf, Veränderungen der Konzentrationen etc. - zu untersuchen, misst das GRS von Mars Odyssey die Argonkonzentration in einer mehrere hundert Kilometer hohen Luftsäule, welche sich von der oberen Atmosphärenschicht bis zur Planetenoberfläche erstreckt. Die APXS-Spektrometer von Opportunity und Spirit können dagegen die Argon-Atome im Operationsbereich der Rover zwischen dem Instrument und der Planetenoberfläche nachweisen. Dieser Messbereich erstreckt sich lediglich über wenige Zentimeter und erlaubt daher wohl auch "feinere" Messergebnisse, als das GRS sie liefern kann. Auf jeden Fall hat man damit Messwerte, die einen genau definierten und räumlich begrenzten Bereich abdecken.
Die bisherigen Messungen der Rover haben gezeigt, dass die Argonkonzentration in der Atmosphäre an den Landeplätzen nicht konstant ist und sich mit dem Wechsel der Jahreszeiten verändert. Die Änderung der Argonkonzentration folgt der gesamten Veränderung der atmosphärische Druckverhältnisse, erfolgt dabei aber nicht synchron mit dem zeitlichen Ablauf der Veränderungen. Vielmehr gibt es eine Verzögerung von mehreren Monaten zwischen der maximalen Argon-Kohlendioxid-Mischungsverhältnis und dem Zeitpunkt des maximalen Atmosphärendrucks. Außerdem zeigte sich, dass an beiden Polen ein unterschiedlicher Grad der Kohlendioxidfreigabe erfolgt. Die Menge des an den äquatornahen Positionen der Rover nachgewiesenen Argons wird dabei durch die Effizienz gesteuert, mit der sich die Marsatmosphäre in diesen Bereichen ( Meridiani Planum und Gusev-Krater ) vermischt.
Während die Wissenschaftler den gesamten Sublimations-Resublimations-Zyklus von Kohlendioxid in der Marsatmosphäre relativ gut verstehen, besteht bisher noch kein allzu gutes Verständnis der in der Äquatornähe erfolgenden Durchmischung der Atmosphäre, welches das dortige Auftreten und "Verhalten" des Argons erklären könnte. Es wird vermutet, dass dafür das Auftreten einer
Hadley-Zelle verantwortlich ist. Diese sorgt für eine Zirkulation der Marsatmosphäre zwischen der Äquatorregion, wo die Luft erwärmt wird, und den polwärts gerichteten Breiten, wo sie wieder abkühlt. Die Luftmassen können sich im Rahmen dieser Hadley-Zelle allerdings lediglich bis zum etwa 60. Breitengrad bewegen. Dort treffen sie auf einen Wirbel von sich schnell um den Pol bewegenden Winden und werden von diesem zirkumpolaren Luftwirbel blockiert.
Diese Polarwirbel wurden übrigens erst beim Einbremsmanöver des Marsorbiters Mars Odyssey in dessen Umlaufbahn im Herbst 2001 entdeckt und sind bisher ebenfalls noch nicht gut verstanden. Es wird allerdings vermutet, dass auch diese polaren Luftwirbel eine bedeutende Rolle bei der Verteilung von Argon und Kohlendioxid, aber auch von Wasser und Staub in der Marsatmosphäre haben müssen. Durch das Studium der Argonkonzentration an den Landestellen der Rover haben die Wissenschaftler jetzt einen Einblick in die äquatornahe Zirkulation und Durchmischung der Marsatmosphäre, wodurch man dann wiederrum Rückschlüsse auf die Hadley-Zellen und die zirkumpolaren Luftwirbel ziehen kann.
Quellen :
http://chronicle.uchicago.edu/070816/rover.shtml http://adsabs.harvard.edu/abs/2008AGUFM.P53A1441E http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2010/pdf/2179.pdf http://web.mit.edu/mobility/publications/rea_spirit_2010JE003633.pdf Und noch etwas zur Atmosphärenuntersuchung und Rückschlüssen auf das Marswetter :
http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/01042009224301.shtml In den nächsten Tagen werden die Atmosphärenforscher allerdings auf die Daten solcher Argon-Messungen verzichten müssen. Für den Sol 2481, welcher heute gegen 20:30 MEZ beginnt, sind Aufnahmen des Mikroskops vorgesehen. Anschließend soll das APXS-Spektrometer anscheinend noch am gleichen Sol mit der Untersuchung von "Luis de Torres" beginnen.
Und noch kurz der Mars-Wetterbericht für die Woche vom 3. bis 9. Januar 2011, erstellt von Malin Space Science Systems :
Während dieser Woche zeigte sich das Wetter auf dem Mars wieder einmal als typisch für die Zeit des südlichen Frühlings/ nördlichen Herbstes. Staubstürme wurden über dem gesamten Bereich der mittleren nördlichen Breiten und dort besonders über dem Arcadia Planitia, dem Acidalia Planitia und dem Utopia Planitia beobachtet. Dies führte dazu, dass die nördliche Planetenhemisphäre von einer dünnen in die Atmosphäre erhobenen Staubschicht eingehüllt ist. Mehrere lokal begrenzte Staubstürme wurden zudem am Rand der saisonalen südlichen Polarkappe registriert, welche sich besonders über dem Terra Cimmeria und dem Noachis Terra bemerkbar machten.
Wolken aus Wassereiskristallen bildeten sich über den Vulkanen der Tharsis-Region und über den nördlichen mittleren Breiten. Die Atmosphäre über den Landegebieten der beiden Rover war ebenfalls mit einer dünnen Schicht aus Wassereiskristallen bedeckt.
Hier der Originalbericht von MSSS :
http://www.msss.com/msss_images/2011/01/12/ ( engl. )
Schöne Grüße aus Hamburg - Mirko
