Fachbereich 14 - Geowissenschaften
Institut für Planetologie
Planetenphysik

Die thermische Struktur des Mars in Kruste und Lithosphäre

Kenntnisse über die Temperaturverteilung in der Kruste und der Lithosphäre des Mars sind notwendig, um die Tiefenlage und Ausdehnung des Permafrostbodens und die mögliche Lage von flüssigem Wasser zu bestimmen. Weiterhin können die für geologische und tektonische Prozesse wichtigen Größen - Mächtigkeitder elastischen Lithosphäre und das rheologische Verhalten der oberen Schichten-abgeleitet werden. Die Temperaturverteilung hängt im wesentlichen vom Mantelwärmefluss, den radioaktiven Quellen, der thermischen Leitfähigkeit und der Oberflächentemperatur ab. Alle diese Parameter sind sowohl orts- als auch zeitabhängig. Bisherige Modelle der Temperaturverteilung für die oberen Schichten des Mars basieren auf einer einfachen eindimensionalen und zeitunabhängigen Wärmeleitungsgleichung. Zudem blieb bei diesen Modellen die Erniedrigung der thermischen Leitfähigkeitim Marsregolith unberücksichtigt, die teilweise durch den geringen Atmosphärendruckauf dem Mars hervorgerufen wird. Wir entwickeln in diesem Projekt neue bzw. verbesserte Modelle, mit denen wir die Temperaturverteilung in den oberen Schichten als Funktionder Zeit bestimmen können. Effekte wie die extreme Erniedrigung der thermischen Leitfähigkeit in den oberflächennahen, porösen Schichten bis zu Wertenvon etwa 0,1 - 0,001 W/mK und die Abnahme der thermischen Leitfähigkeit mit der Temperatur innerhalb der Lithosphäre spielen hierbei eine wichtige Rolle. Um auch Aussagen über die zeitliche Entwicklung zu gewinnen, werden die Modelle mit parametrisierten als auch 2D-Konvektionsprogrammen gekoppelt. Die Ergebnisseunserer Berechnungen deuten darauf hin, dass die Temperaturen im Marsinneren höher sind, als bisherige Modelle vermuten ließen.

Beteiligte Wissenschaftler:

Dipl.-Geophys. Sandra Schumacher, Prof. Dr. Tilman Spohn, Dr. Doris Breuer, Dr. Karsten Seiferlin

Veröffentlichungen:

Schumacher, S., Breuer, D., Seiferlin, K.: Influence of thermal conductivity in Martianregolith and cruston the temperature distribution, Geophysical Research Abstracts,Volume 5, 2003