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- Mars ist der vierte Planet der
Sonne und mit Bezug auf die Erde der erste äussere Planet.
Er ist eine Gesteinskugel mit einer Atmosphäre, die jedoch
sehr dünn ist. Auf ihn richten sich seit der Mariner 4
Sonde von 1965, eine ganze Reihe von Untersuchungs- und
Landemissionen.
Im Jahr 2003 betrug der Abstand zwischen Mars und Erde 55,8mio
km. Das war der geringste Abstand seit über 1000 Jahren. Ein
annähernd gleich geringer Abstand wird erst am 31.Juli 2018
mit 57,6 Mio km wieder auftreten. Zwischendurch entfernen sich
beide Planeten auf über 100Mio km.
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- Lage im Planetensystem
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Mars im Mittel 227.900.000 km oder 1,524 AE von der Sonne
entfernt. Mit einem Durchmesser von 6.780 km ist er nur halb so
gross wie die Erde. Er umrundet die Sonne in 686,93 Tagen, so
dass ein Marsjahr etwa doppelt so lange dauert wie ein Erdjahr.
Für die Rotation um seine Achse benötigt Mars 24h 37m
22s. Damit stimmt seine Tageslänge mit der der Erde fast
überein. Auch die Neigung seiner Achse zu seiner Umlaufbahn
ist mit 25,19° der Neigung der Erde sehr ähnlich. So
gibt es auf dem Mars Jahreszeiten, nur sind sie, wegen der
doppelten Umlaufzeit auch doppelt so lang und wegen der
grösseren Elliptizität seiner Bahn, wesentlich
ausgeprägter.
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Da die Marsbahn außerhalb der Erdbahn verläuft,
spricht man von ihm als erstem äusseren Planeten. Er ist
also am Besten sichtbar, wenn er in Opposition zur Sonne steht
(Linie: Sonne-Erde-Mars). Dieser Stellung wiederholt sich alle
780 Tage.
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Innerer Aufbau des Planeten
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Man nimmt an, dass Mars einen flüssigen Fe-FeS -Kern von
etwa 3.400km Durchmesser besitzt. Es folgt ein etwa 1.500km
dicker Mantel, bei dem jedoch die Trennung der leichten Silikate
von den eisen- und magnesiumhaltigen Silikaten nur wenig
ausgeprägt ist. Innerhalb des relativ kühlen Mantels
findet noch ein Festkörperumlauf statt. Diese Annahmen
stützen sich im Wesentlichen auf das äusserst geringe
Magnetfeld, dass etwa dem 0,0003-fachen des Erdmagnetfeldes
entspricht. Auf diesem Mantel ruht eine relativ homogene und
gemessen an der 30km dicken Erdkruste, äusserst starke, bis
zu 200km dicke Lithosphäre, die aus silikathaltigem Gestein
mit grossen Eisen und Magnesiumanteilen besteht. Man vermutet,
dass sich diese Kruste sehr früh in der
Entwicklungsgeschichte des Mars gebildet hat. Auffallend ist ein
hoher Schwefelgehalt in den feinkörnigen Bestandteilen der
Marsoberfläche und die grossen kohäsiven Kräfte
die den Staub zusammenhalten. Man hält Magnesiumsulfat für
ein mögliches Bindemittel. Die rote Färbung des
Planeten wird durch den hohen Eisenanteil auf seiner Oberfläche
erklärt.
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Marsoberfläche,
aufgenommen von Viking 2, September 1976
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- Die Mars-Oberfläche
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Die Marsoberfläche ist im Süden von mehr Kratern
übersäht als im Norden. Hieraus schliesst man, dass
die nördlichen Regionen jünger sind. Die Grenze
zwischen diesen beiden Bereichen wird durch einen schrägen
Rand gebildet. Hier zerbröckelt das alte Gestein. Über
die gesamte Oberfläche verstreut befinden sich Vulkane und
Lavafelder. Die Hauptzone des Vulkanismus liegt jedoch im
Äquatorbereich bei dem kuppelförmigen 10km hohen
Tharsisgebirge das eine Länge von etwa 1000km besitzt. Hier
befinden sich 3 Schildvulkane die nocheinmal 19km über das
Gebirge hinausragen und Krateröffnungen bis zu 10km
besitzen. Lavaströme aus diesen Vulkanen lassen sich
mehrere hundert Kilometer weit verfolgen, was für eine
dünnflüssige Lava spricht, die vermutlich aus Basalten
besteht. Der grösste Schildvulkan des Mars mit Namen
Olympus Mons befindet sich im Nordwesten der Tharsisberge. Er
bedeckt ein Gebiet von etwa 500 km² und erhebt sich 25km
über die Ebene. Der Durchmesser seiner Caldera beträgt
80km. Dass diese Massen keine nennenswerten Eindrücke auf
der Marskruste hinterlassen, spricht für deren Dicke von
angenommenen 200km.
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Die Ebenen des Mars sind von Geröll und feinem Staub
bedeckt, der bei Marsstürmen aufwirbelt und die Oberfläche
des Planeten verdunkelt. Zudem finden sich Kanäle und
Canyons auf der Oberfläche, die der Spekulation, dass es in
Urzeiten fliessendes Wasser auf dem Mars gegeben hat, Auftrieb
verleihen. Aber trotz einer Vielzahl von Landemissionen auf dem
Mars verbleiben die Modelle über die Entwicklungsgeschichte
des Planeten, insbesondere seine 'Wasserzeit', noch immer im
Bereich unsicherer Vermutungen. Wasser hingegen gibt es auch
heute noch auf dem Mars, jedoch in gefrorener Form, an den
Polkappen und als Grundeis unter der Oberfläche. Im Winter
wird das Wassereis an den Polkappen durch eine Schicht aus
gefrorenem Kohlendioxid der Atmosphäre überdeckt. Die
Jahreszeiten auf dem Mars sind wegen seines Bahnverlaufs
unterschiedlich lang. So dauern Frühling und Sommer auf dem
Mars 194 bzw. 178 Tage. Gleiches gilt dann für Herbst und
Winter. Die Temperaturen stiegen am Landeplatz von Viking 1 im
Sommer auf etwa –30°C und erreichten bei herannahendem
Winter –100°C, so dass sich das Kohlendioxid der
Atmosphäre als Reif auf dem Erdboden niederschlug.
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Die Atmosphäre
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Die Marsatmosphäre ist wesentlich dünner als die
Erdatmosphäre. Sie besteht mit 95% überwiegend aus
Kohlendioxid und enthält zudem 2-3% Stickstoff , 1-2% Argon
und 0,13% Sauerstoff. Ihr Druck beträgt an der Oberfläche
im Mittel etwa 6 mbar. Es wurden Spuren von Wasserdampf,
Stickstoffoxyd und Neon nachgewiesen. Stickstoffanalysen weisen
daraufhin, dass grosse Mengen Wasserdampf und andere Gase im
Lauf der Planetenentwicklung aus der Marsatmosphäre in das
Weltall abgegeben wurden.
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Die dünne Marsatmosphäre kennt ein ausgeprägtes
Wetter mit Stürmen, die im Sommer Windgeschwindigkeiten von
3-25 km/h besitzen und im Winter 60-110 km/h. Zusammen mit dem
vorhandenen Staub wirken diese Stürme wie Sandstrahlgebläse
und erzeugen eine heftige Erosion. Sie formen die tektonischen
Strukturen des Planeten um, wie das Resümé einer
20jährige Beobachtung zeigt, von der die NASA im Mai 1999
berichtet. Grosse Flächen die ehemals dunkel waren sind nun
von rotem Staub bedeckt und andere Flächen erscheinen
heutzutage dunkel.
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Magnetfeld
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Wie bereits angesprochen ist das Magnetfeld des Mars nur gering
ausgebildet. Es ist etwa um das 3333-fache kleiner als das der
Erde.
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Monde
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Der Mars besitzt zwei Monde, die wie grosse Gesteinsbrocken
aussehen. Ihre Namen sind Phobos und Deimos. Sie wurden 1877 von
Asaph Hall entdeckt. Noch heute rätselt man darüber,
ob diese Brocken in der Marsumlaufbahn entstanden, oder ob sie
eingefangene Asteroiden sind.
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Organisches Leben
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Bei allen Landemissionen bis 2006, konnten an keiner der
Landestellen organische Substanzen gefunden werden, die auf ein
ehemaliges oder bestehendes Leben auf dem Mars schliessen
lassen. Auch möglichen Vorräte flüssigen Wassers,
die unter seiner Oberfläche vermutet werden, konnten bisher
nicht definitiv nachgewiesen werden.
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Planet:
Mars
