Greifswald 2009 – wissenschaftliches Programm

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EP: Fachverband Extraterrestrische Physik

EP 11: Planets and Small Bodies II

EP 11.2: Hauptvortrag

Donnerstag, 2. April 2009, 13:30–14:00, HS-Ost Pharmazie

Flüssiges Grenzflächenwasser in der Marsoberfläche — •Diedrich Möhlmann — DLR Institut für Planetenforschung, Rutherfordstr.2, 12489 Berlin

Biologische Prozesse, wie sie in arktischen und antarktischen Eisen nachgewiesen wurden, laufen bei Temperaturen unterhalb des Tripelpunktes von Wasser ab, z.B. in mit Flüssigwasser gefüllten und mikrometergroßen (und größeren) Volumina in porösem Eis. Allerdings sind Verunreinigungen in diesem Wasser anzunehmen, welche einen flüssigen Zustand erst ermöglichen. Thermodynamische Argumente und experimentelle Befunde zeigen, dass in nanometrischen Skalen unterkühltes flüssiges Grenzflächenwasser, z.B. an den Grenzflächen von Eis und Mineralpartikeln (oder auch Mikroben) auftreten muss, und dies als Folge einer von van der Waals Kräften an diesen Grenzflächen verursachten Gefrierpunktserniedrigung. In Eis eingebettete Partikel sind mithin in einem breiten Temperaturbereich auch weit unterhalb 0°C von einem filmartigen Mantel aus flüssigem Grenzflächenwasser umgeben. Im Falle z.B. für Stoffwechselprozesse von Mikroben aufgenommenen Wassers aus diesem Mantel, wird Wasser im thermodynamischen Gleichgewicht wieder aus dem Eis nachgeliefert. So ummantelte Mikroben erfahren also diesbezüglich keinen Unterschied zwischen diesem Grenzflächenwasser und einem Aufenthalt in Volumenwasser. Die Physik dieses flüssigen Grenzflächenwassers und mögliche physikalische, z.B. rheologische, und eventuelle biologische Konsequenzen, werden beschrieben, insbesondere in Bezug auf Mars, auf dem flüssiges Volumenwasser nicht stabil vorhanden sein kann, wohl aber, und analog zu terrestrischem Permafrost, flüssiges Grenzflächenwasser in gefrorenem Boden und Eis. Eine vertiefte Untersuchung der möglichen Konsequenzen der Präsenz von flüssigem unterkühltem Grenzflächenwasser ist eine aktuelle Herausforderung, insbesondere für eine auch auf Mars bezogene Kryo-Mikrobiologie.