Überraschender Temperaturunterschied in den Tiefen des Mars: Südhalbkugel könnte bis zu 400 Grad heißer sein

Unter der Oberfläche des Mars wurde ein Temperaturunterschied zwischen den beiden Hemisphären des Planeten festgestellt, der weitaus größer ist als erwartet. Laut einer neuen, in Nature veröffentlichten Studie sind die inneren Regionen der südlichen Marshemisphäre etwa 200 bis 400 Grad Celsius heißer als die der nördlichen Hemisphäre.

Wissenschaftler wissen noch nicht genau, warum dieser Unterschied, der als „thermische Asymmetrie“ bezeichnet wird, entstanden ist. Die Entdeckung deutet jedoch darauf hin, dass die innere Struktur des Mars komplexer sein könnte als bisher angenommen und wichtige Hinweise auf die frühe Entwicklung des Planeten liefert.

Die deutlichen Unterschiede zwischen der nördlichen und südlichen Hemisphäre des Mars sind seit langem bekannt. Während die Südhalbkugel eine höhere, kraterreiche und geologisch ältere Oberfläche aufweist, ist die Nordhalbkugel tiefer gelegen, flacher und von weiten Ebenen bedeckt. Planetenwissenschaftler bezeichnen diese Trennung als „hemisphärische Dichotomie des Mars“.

Die neue Studie zeigt, dass diese Dualität möglicherweise nicht auf Oberflächenformen beschränkt ist, sondern bis in das tiefe Innere des Planeten reichen könnte. Der Hauptautor der Studie, der Planetenwissenschaftler Alexander Berne von der University of Arizona, stellt fest, dass die innere Struktur von Planeten oft als global symmetrisch angenommen wird, das Beispiel Mars jedoch zeigt, dass dies nicht immer der Fall sein muss.

WIE WIRD DER TEMPERATURUNTERSCHIED ERKLÄRT?

Die Forscher untersuchen mehrere Möglichkeiten, um zu erklären, warum der Mantel im Süden heißer erscheint. Eine davon ist, dass ein gewaltiger Einschlag in der frühen Geschichte des Mars dazu geführt haben könnte, dass die Wärme auf der Nordhalbkugel schneller verloren ging.

Eine weitere Möglichkeit sind regionale Konvektionsbewegungen, die in der Vergangenheit im Mantel stattfanden. Das Aufsteigen von heißem Material und das Absinken von kühlerem Material im Inneren des Planeten könnten über lange Zeiträume hinweg dauerhafte Temperaturunterschiede in verschiedenen Regionen geschaffen haben.

In der Studie wird zudem bewertet, dass die dicke und hohe Kruste im Süden des Mars als Isolierung gewirkt haben könnte, die das Entweichen der Wärme aus dem Mantel in den Weltraum über Milliarden von Jahren erschwerte. Dieses Szenario wird als eine der möglichen Erklärungen dafür angeführt, warum die Temperatur auf der Südhalbkugel möglicherweise länger erhalten geblieben ist.

Die thermische Anomalie könnte auch für Fragen zum alten Magnetfeld des Mars von Bedeutung sein. Der Mars besitzt heute kein globales Magnetfeld wie die Erde; in den alten Gesteinen der Südhalbkugel finden sich jedoch starke magnetische Spuren. Dass der südliche Mantel in der Vergangenheit heißer war, lässt vermuten, dass die geologischen und magnetischen Prozesse in dieser Region anders abgelaufen sein könnten als im Norden.

Die Ergebnisse könnten auch zu Diskussionen darüber beitragen, wie lange der Mars in der Vergangenheit warm blieb und wie lange er Bedingungen aufrechterhalten konnte, die flüssiges Wasser ermöglichten. Ein besseres Verständnis der inneren Wärmeverteilung des Planeten könnte helfen, Prozesse wie Vulkanismus, die Entwicklung der Atmosphäre und die Beständigkeit von flüssigem Wasser auf der Oberfläche zu erklären.

Die Forscher geben an, dass detailliertere Daten zum Gravitationsfeld des Mars dazu beitragen könnten, die innere Struktur des Planeten dreidimensional zu kartieren. Diese Daten werden als entscheidend angesehen, um zu verstehen, ob die heiße Mantelregion im Süden mit den Umweltbedingungen des Mars in der Frühzeit zusammenhängt.