Schon seit langem wundern sich die Forscher darüber, dass die Lage der südlichen Polkappe des Mars von der geografischen Lage des Südpols abweicht, während sich ihr nördliches Gegenstück exakt am Pol befindet. Marco Giuranna vom Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario in Rom und seine Kollegen nutzten nun das Planetary Fourier Spectrometer (PFS) an Bord der europäischen Raumsonde Mars Express, um das Geheimnis zu lüften. Sie beobachteten, wie atmosphärisches Kohlendioxid aus der Gashülle am Südpol ausfriert, wenn auf dem Mars der Herbst in den Winter übergeht. Dabei bilden sich die von der Erde aus schon in einem kleinen Teleskop gut sichtbaren saisonalen Polkappen, die überwiegend aus gefrorenem Kohlendioxid bestehen. Während des Übergangs zum Winter bilden sich auf der Südhalbkugel des Roten Planeten dann zwei regionale Wettersysteme aus. Sie entstehen aus starken östlichen Winden, die für die mittleren marsianischen Breiten typisch sind. Dabei blasen die Winde direkt in das größte Einschlagbecken auf dem Mars, das Hellas-Becken. Durch die Tiefe des Kraters und seine steilen Wände werden die Winde abgelenkt, wobei sog. Rossby-Wellen entstehen. Die Rossby-Wellen lenken die Marswinde in großen Höhen ab und verschieben die von ihnen beeinflussten Wettersysteme in Richtung des Marssüdpols. Auf der westlichen Hemisphäre des Planeten entsteht dabei ein starkes Tiefdruckgebiet in Südpolnähe, während sich östlich davon ein Hochdrucksystem ausbildet. Die Forscher stellten fest, dass die Temperatur innerhalb des Tiefdrucksystems oft unterhalb des Kondensationspunkts für Kohlendioxid liegt und das Gas somit in Flocken aus der Atmosphäre herabrieselt. Im Hochdrucksystem dagegen kann sich niemals Kohlendioxidschnee bilden, so dass hier am Boden nur Raureif entsteht. Die Regionen mit dichter Schneedecke tauen auch im Sommer nicht völlig ab. Der Bodenfrost besteht dagegen aus größeren Partikeln, die bei Erwärmung leichter sublimieren können, da ihre zerklüfteten Oberflächen mehr Strahlung absorbieren. Der westliche Teil der südlichen Polkappe verdampft also langsamer während des Sommers als die weiter östlich gelegenen Regionen, die dann völlig frostfrei bleiben. Über lange Zeit hinweg können sich dann die in den saisonalen Polkappen enthaltenen Anteile von Wassereis in der Region westlich des geografischen Marssüdpols ansammeln.
Mars polar cap mystery solved