Eis am Nordpol 2 - Abbrechende Eiskanten

Mit Beginn des Nordfrühlings auf dem Mars Anfang des Jahres 2008 rückte die nordpolare Eiskappe des Mars mit dem zurückkehrenden Licht wieder in den Fokus der Beobachtungen von MRO. Es konnte nun detailliert untersucht werden, wie sich die Eiskappe mit den steigenden Temperaturen veränderte.
Ein spektakuläres Bild gelang MRO am 19. Februar 2008. Der Orbiter beobachtete abgehende Stein- und Eislawinen am Rande der Nordpolkappe. Diese erhebt sich steil etwa 1 km hoch aus der mit dunklen Sanddünen umgebenden Ebene heraus und hat ein sehr eng abgegrenzten, steilen Rand. An einem Abschnitt dieses Randes, etwa 700 m hoch und mit über 60° steil abfallend hatten sich insgesamt 4 Eis- und Steinlawinen gelöst, deren Abgang und die damit zusammenhängenden Effekte direkt von MRO fotografiert werden konnten.
Die folgenden Bilder sind Ausschnitte aus der Originalveröffentlichung "Caught in Action: Avalanches on North Polar Scarps" des HiRise Operation Centers von Mars Reconaissance Orbiter, dem Betreiber der Hochauflösungskamera an Bord des Orbiters.
 
nordpolare Abbruchkante
Abb. 1: Hochaufgelöstes Farbbild der Abbruchkante der nordpolaren Eiskappe des Mars, Norden ist links. Das Bild wurde aufgenommen am 19. Februar 2008 bei 88.7°N und 235.8°S um 13:05 Uhr Ortszeit aus einer Höhe von 318.1 km. Die Sonne stand zu diesem Zeitpunkt, dem Beginn des Nordfrühlings auf dem Mars, 20° über dem Horizont. Das Bild hat eine Auflösung von 25 cm/Pixel.
Die Abbruchkante der Eiskappe erstreckt sich im Bild unten von links nach rechts. Sie ist an dieser Stelle etwa 700 m dick und besteht zu Beginn des Frühlings im Wesentlichen aus weissem Trockeneis, gefrorenem Kohlendioxid. Die Hangneigung in diesem Bereich ist größer als 60°. Im oberen Bildberich liegt der 700m tiefer liegende Bereich, der wesentlich flacher mit einer Hangneigung von nur noch etwa 15-20° verläuft. Die Abbruchkante ist geschichtet und enthält neben dem Trockeneis bräunlich gefärbten Staub und Felsen sowie in geringeren Mengen eingebettetes Wassereis. Durch die Temperatureffekte des aufziehenden Frühlings bei Beginn der Sonneneinstrahlung nach einem langen Winter lösen sich hier gerade offenbar Teile der Abbruchkante ab und stürzen unter Aufwirbeln von großen Staubwolken in die Tiefe (rechts von der Bildmitte). Links von der Bildmitte ist eine kleinere Lawine zu erkennen. Die größere Staubwolke im rechten Bereich ist etwa 300 m groß. Der 700 m tiefer liegende dunklere Bereich am oberen Bildrand besteht aus einem Gemisch von Staub, Felsbrocken und Wassereis und taut viel später bei höheren Temperaturen auf als die weisse Trockeneiskappe.

Im Folgenden einige korrekt eingenordete, hochaufgelöste Ausschnitte aus obigem Bild (Norden ist oben):
 
Abb. 2: Die Abbrüche finden an der 700 m hohen Eiskante an mehreren Stellen gleichzeitig statt, hier sind zur Zeit des Überfluges von MRO vier davon ausschnittsweise zu sehen. Das von der weißen Trockeneiskappe heruntergestürzte Gemisch aus Felsen, Staub und Eis hat auf dem rechts tiefer liegenden Bereich beim Aufprall jeweils eine große Staubwolke ausgelöst. Die Abbruchkante hat eine Neigung von größer 65°, während die der rechts 700 m tiefer liegende, dunklere Bereich nur noch eine Steigung von 20° aufweist. Dieser besteht zum großen Teil aus einem Gemisch von Geröll und Wassereis.
Steinlawine in 3D
Abb. 3: Die Stein- und Staublawine der Originalaufnahme (Abb. 2 oben) in einer 3D-Bearbeitung von Bernhard Braun (Benutzer nirgal) bei UMSF. Obwohl nur ein Bild vom Orbiter gemacht worden war, kann die von Bernhard Braun entwickelte Software aus dem Schattenwurf der Aufnahme ein 3D-Modell errechnen mit diesem eindrucksvollen Ergebnis. Die Originalveröffentlichung ist hier.
Staub- und Steinlawine in 3D
Abb. 4: Bernhard Brauns 3D-Bearbeitung des Bildes der Abb. 2 unten. Eine eindrucksvolle Momentaufnahme des Abbruchs einer gewaltigen Staub- und Steinlawine vom Rande der Eiskante am Nordpol. Die Dimensionen dieses Ereignisses können dadurch eingeordnet werden, wenn man bedenkt, dass die geschichtete Eiskante an dieser Stelle nahezu 700 m hoch ist und senkrecht abfällt ! Man sieht deutlich die geschichtete Struktur der Nordpolkappe an der sich Eis- und Staubschichten im Laufe der Jahrhunderttausende im Wechsel abgelagert haben. Die Originalveröffentlichung ist hier.
Abb. 5: Auch in 2010 konnten mit Beginn des Nordfrühlings von MRO erneut Staub- und Gerölllawinen an den Abbruchkanten des nordpolaren Eisschelfs beobachtet werden. Hier ein Beispiel vom 12. Januar 2010. Die Originalveröffentlichung ist hier. Es ist schon fantastisch: gerade als die Kamera dieses Bild aufnahm, stürzte eine Steinlawine zu Tal und erzeugte auf dem rund 700 m (!) tiefer liegendem Gelände eine große Staubwolke.

Am Nord- wie auch am Südpol wird durch das zu Frühlingsbeginn neu einfallende Sonnenlicht die Sublimationstemperatur des im Winter abgelagerten festen Kohlendioxids überschritten, sodass große Flächen der Polkappe in kurzer Zeit abgasen. Zu Beginn des Prozesses ist dies auf einige wenige punktuelle Bereiche begrenzt, die explosionartig vom festen in den gasförmigen Zustand übergehen und unter dem Eis liegende Staub- und Felsbrocken mitreißen. Diese verbreiten sich in der Umgebung der Ausbruchsstelle als dunkle Flecken neben der Ausbruchsstelle. Die folgenden Aufnahmen zeigt eine solche Stelle in zwei verschiedenen Auflösungen.
 
Abb. 6: Ein Teilstück der weißen, teilweise durchsichtigen Trockeneiskappe. An den schwarz erscheinenden Stellen ist mit dem aufkommenden Sonnenlicht punktuell Trockeneis explosionartig verdampft und hat darunter liegenden Staub und kleine Felsen als Staub- und Sandfontänen mit sich gerissen und das blauschwarz erscheinende Material auf das umliegende Eis verstreut.
Die Bilder zeigen  einen von links nach rechts vergrößerten Ausschnitt der gleichen Stelle. Ein Klick auf das jeweilige Bild zeigt eine vergrößerte Darstellung.

zurück zu "Eis am Nordpol 1"
zurück zu MRO Übersichtweiter zu "Eis am Nordpol 3"