Quelle: DLR.

17. März 2022 – Am 17. März 2002 starteten die Zwillingssatelliten „Tom“ und „Jerry“ und mit ihnen die „Gravity Recovery and Climate Experiment“ – kurz GRACE-Mission – des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA und dem GeoForschungsZentrum (GFZ) in Potsdam.
Nach dem GRACE-Betriebsende im Jahr 2017 setzt die Folgemission „GRACE-Follow-On“ (FO) seit ihrem Start am 22. Mai 2018 die Überwachung der großen Veränderungen im „Ökosystem Erde“ erfolgreich fort. Die GRACE- und GRACE-FO-Daten sind heute eine der Grundlagen für die Berichte des Weltklimarates (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC).

Wenn wir Massen beobachten, wirken sie auf den ersten Blick starr und unbeweglich. Doch das täuscht, denn sie sind ständig in Bewegung: Im Erdinneren verschiebt sich flüssiges Gestein, Wasser verteilt sich in den Ozeanen und auf den Kontinenten in riesigen Mengen um und auch Luftmassen verwirbeln sich ständig. Diese ungleiche Verteilung führt jeweils dazu, dass sich die Erdanziehungskraft nicht gleichförmig über den Erdball verteilt. An Stellen mit mehr Masse ist das Gravitationsfeld geringfügig stärker als an anderen.

Seit dem Start der beiden GRACE-Zwillingssatelliten „Tom“ und „Jerry“ und dem Beginn der GRACE-Mission des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA und des GeoForschungsZentrums (GFZ) in Potsdam am 17. März 2002 und der Nachfolgemission GRACE-FO erfassen die Satellitenduos diese langsamen Bewegungen ganz genau. „Mit den GRACE-Satelliten können wir erstmalig die Massentransporte im System Erde global erheben. Die Missionen GRACE und GRACE-FO haben jede kleine Veränderung in diesen Masseströmen so präzise erfasst, dass Forschende zum Beispiel den Wasserhaushalt der Erde mit zuvor unerreichter Genauigkeit und Konstanz messen konnten. Durch diese Messungen können wir vor allem die Folgen des Klimawandels besser verstehen, weil sich zum Beispiel das Schmelzen der Eismassen, die Veränderungen des Meeres- sowie des Grundwasserspiegels exakter bestimmen lassen“, betont Dr. Walther Pelzer, Vorstandsmitglied des DLR und Leiter der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR in Bonn.

4,7 Billionen Tonnen Eis in Grönland geschmolzen
Das Grönlandeis schmilzt – und zwar viel schneller als gedacht. Pro Jahr verliert dieses Eisschild 277 Gigatonnen an Masse. Eine Gigatonne entspricht einem Würfel von einem Kilometer Kantenlänge. „In den letzten zwanzig Jahren hat die grönländische Eisdecke rund 4,7 Billionen Tonnen Eis verloren. Dänische Forscher haben diese Erkenntnisse anhand der langen GRACE-Datenreihen gewonnen, die auch regelmäßig in die Berichte des Weltklimarates IPCC einfließen. Im letzten Bericht ist GRACE die am dritt-häufigsten zitierte Satellitenmission. Das unterstreicht die Bedeutung, die diese Mission für die Klimaforschung hat“, betont Walther Pelzer. Doch nicht nur die Eisschmelze ist ein wichtiger Klimaindikator.

Mehrmonatige Trockenperioden im Amazonas und drastische Abnahmen des Grundwasserspiegels im Norden Indiens konnten mit den GRACE-Daten ebenso zuverlässig beobachtet werden wie der Anstieg des Meeresspiegels über zwei Jahrzehnte. Außerdem ist aus den GRACE-Daten die sogenannte „Potsdamer Schwerekartoffel“ entstanden. Dieser „Gravitationsglobus“ zeigt, dass das Schwerefeld der Erde nicht gleichmäßig verteilt ist. Dank dieses dreidimensionalen Geoids werden die Abweichungen der Erdgestalt deutlich sichtbar. Besonders stark ist der Einfluss der Schwerkraft demnach über dem Himalaja und dem Nordatlantik, dagegen eher schwach über dem Indischen Ozean und den Kleinen Antillen.

Wassermassen und Kontinente werden aus dem All gewogen
Doch wie genau messen diese Satelliten eigentlich die Massentransporte? Der Clou ist, dass Massen bei GRACE und GRACE-FO alleine anhand ihrer Schwerkraftwirkung erfasst werden. Die beiden Satelliten flogen beziehungsweise fliegen jeweils in einem mittleren Abstand von nur rund 220 Kilometern hintereinander her. Relative Distanz und Geschwindigkeit der beiden Satelliten werden dabei mithilfe von Mikrowellen und einem Laser ständig ganz exakt gemessen. Die Genauigkeit von ein bis zwei Mikrometern entspricht dabei etwa einem Hundertstel der Dicke eines Blattes Druckerpapier. „Gestein und Wasser – egal ob in fester oder flüssiger Form – üben mit ihren Massen eine Gewichtskraft aus. Ist sie stärker, wird der voranfliegende Satellit beim Überflug von ihr angezogen. Dadurch wird er schneller und entfernt sich vom anderen Satelliten.

Diese minimale Veränderung im gegenseitigen Abstand wird kontinuierlich über jeden Umlauf um die Erde gemessen. Geringere Massen beschleunigen den voranfliegenden Satelliten weniger und bewirken wieder eine Annäherung. Im übertragenen Sinne können wir mit den Satelliten wiegen, wie Eisschilde und auch die Kontinente von Monat zu Monat abnehmen oder zunehmen“, erklärt Peter Schaadt, GRACE-FO-Programmleiter in der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR. Doch das Wiegen geschieht nicht im All, sondern anhand von komplizierten Rechenverfahren am Boden, wobei die minimalen Bewegungen der Satelliten im Erdorbit in Schwerefeldwerte übersetzt werden.

„Tom“ und „Jerry“ in sicheren Händen des Deutschen Raumfahrtkontrollzentrums
Nach dem Start der beiden GRACE-Satelliten am 17. März 2002 wurden „Tom“ und „Jerry“ in rund 500 Kilometern Höhe ausgesetzt. Schon etwa 70 Sekunden später fand die erste Kontaktaufnahme mit der DLR-Bodenstation in Weilheim statt. Die ersten Daten der Satelliten wurden über ein Kommunikationsnetzwerk direkt und ohne Verzögerung zum Raumfahrt-Kontrollzentrum des DLR in Oberpfaffenhofen bei München geschickt. Dort begann dann die „Akquisitionsphase“ der Satelliten.

Diese erste frühe Phase nach dem Start übernahm das Kontrollzentrum auch 2018 bei der Folgemission GRACE-FO, wie Sebastian Löw, Projektleiter des GRACE-FO Bodensegments vom DLR-Raumflugbetrieb und Astronautentraining, erzählt: „Wir haben die Bahnparameter bestimmt, den Zustand von GRACE analysiert, die Funktionsbereitschaft aller Systeme getestet sowie deren Konfiguration für ihre eigentlichen wissenschaftlichen Aufgaben. In der Akquisitionsphase haben wir außerdem die autonomen Bordsysteme zur Positions- und Lagebestimmung sowie die bordeigenen Sternsensoren und das Lageregelungssystem in Betrieb genommen.“ Die Betriebsaufgaben waren für beide Missionen, GRACE und GRACE-FO, identisch.

In den ersten beiden Wochen nach den Starts befahl das Betriebsteam dann jeweils mehrere Bahnmanöver, um den relativen Abstand der Satelliten auf 220 Kilometer einzustellen. Die Kontrolle dieses Formationsfluges erfordert regelmäßige Korrekturmanöver in Intervallen von einigen Wochen. Dafür und zur Satellitenkontrolle während der Mission werden die beiden Antennen der DLR-Bodenstation Weilheim genutzt – unterstützt in den ersten 30 Tagen vom Polar-Netzwerk der NASA. Nach einer zweiwöchigen Testphase lag dann die Kontrolle und der Betrieb der beiden GRACE Satelliten in der Hand des Deutschen Raumfahrtkontrollzentrums. Alle empfangenen Daten wurden im Deutschen Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) des DLR in Neustrelitz weiterverarbeitet, archiviert und an die wissenschaftlichen Auswertezentren verteilt.

20 Jahre erfolgreiche Deutsch-Amerikanische Kooperation – ein Erfolgsmodell für die Zukunft
Die Bedeutung der Klimazeitreihenmessungen von GRACE und GRACE-FO für die Klimaforschung ist essenziell. Deshalb arbeiten NASA, das DLR und das GFZ gemeinsam mit Max-Planck-Instituten an der Vorbereitung einer nächsten Mission, die die Beobachtungen im Anschluss an GRACE-FO fortsetzen soll. „Die Kooperation mit der NASA in der Erdbeobachtung ist ein großartiges Zeichen für die gemeinsamen Ziele, die die USA und Deutschland in der Klimapolitik verfolgen wollen“, unterstreicht DLR-Vorstandsmitglied Walther Pelzer. „Die Beauftragung des Satellitenbaus durch die NASA ist auch ein Zeichen für die Leistungsfähigkeit der deutschen Raumfahrtindustrie.“

GRACE und GRACE-FO – zwei erfolgreiche Missionen
GRACE war eine gemeinsame Mission der NASA und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), die bis zum Jahr 2017 betrieben wurde und damit dreimal länger als ursprünglich geplant dauerte. Die wissenschaftliche Datenauswertung erfolgte durch die „University of Texas“ und durch das GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ). Der Betrieb oblag dem Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum beim DLR in Oberpfaffenhofen und wurde finanziert vom DLR, der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) und dem GFZ. Das JPL managte die Mission im Auftrag des NASA Science Mission Directorate in Washington. Die GRACE-„Zwillinge“ wurden von Airbus in Friedrichshafen im Auftrag der NASA gebaut. Dort entstanden, wiederum NASA-finanziert, auch die Nachfolger für die Mission GRACE-FO, die seit ihrem Start am 22. Mai 2018 die Gravitationsmessungen fortsetzen.

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• DLR

Der Beitrag Die Erde aus dem All gewogen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Erstellt von Andreas Morlok. Quelle: Nature, Université Paris-Sudsss

Die Tharsis-Region ist ein ungefähr 5.000 Kilometer durchmessendes Gebiet großer, früherer vulkanischer Aktivität auf dem Mars. Gekennzeichnet ist dieses durch eine riesige ‚Beule‘ bestehend aus Vulkanen, darunter Olympus Mons, dem größten Vulkan im Sonnensystem überhaupt. Das Wachstum der Region begann während des Noachiums (vor über 3.7 Milliarden Jahren) und setzte sich in mehreren Stadien bis vor etwa 3 Milliarden Jahren in die folgende Amazonische Periode fort. Die Entstehung und die damit verbundenen Massenbewegungen im Mantel und an der Oberfläche hatten Auswirkungen weit über die Region hinaus – nämlich auf den ganzen Planeten.

Das ist das Ergebnis eines in Nature veröffentlichten Papers, Late Tharsis formation and implications for early Mars (doi:10.1038/nature17171) von einer Forschergruppe um Dr. Sylvain Bouley von der Université Paris-Sud (Press Release hier, und hier ein Tagungsabstrakt). Es handelt sich um eine interdisziplinäre Studie, die Ergebnisse von Geomorphologie, Klimaforschung, Planetologie und Geophysik verbindet.

Es ging zunächst um ein altes Problem auf der Marsoberfläche – wieso kommen die Flusstäler nur in einer sehr begrenzen Region vor oder wie sind die Eisvorkommen abseits der Pole entstanden? Die in einem früheren, feuchten Klima entstandenen Täler kommen in einer Hochland-Region vor, die seltsamerweise relativ zum heutigen Äquator gekippt ist. Und die besten klimatischen Bedingungen für die Bildung solcher Täler waren wohl entlang des Äquators.

Vor der Entstehung von Tharsis war die Stabilität der Rotationsachse durch die topographischen Unterschiede zwischen den Tiefländern auf der Nordhalbkugel und den Hochländern im Süden kontrolliert. Frühere Modellierungen des Planeten vor der Bildung von Tharsis zeigen ebenfalls einen im Vergleich zu heute verschobenen Pol an.

Dabei ist allerdings nicht die Achse des Planeten selber gekippt, es haben sich Mantel und Kruste auf dem Kern verschoben und relativ zur Achse neu ausgerichtet, ein True Polar wander (TPW) Ereignis.

In der Studie wurde die Senkrechte (Normale) auf der Ebene durch den Planeten, in der die Flusstäler vorkommen, berechnet. Und diese liegt ähnlich des in dem Paper modellierten ‚Ur‘-Pols des Mars. So war also die Unwucht der gewaltigen Massenverschiebungen ausreichend, um die Kruste des Mars verrutschen zu lassen – und zwar um bis zu 25 Grad.

Und im Gebiet dieses ‚Ur‘-Pols finden sich auch Anzeichen auf größere Eismassen im Untergrund, die mit dem SHARAD (Shallow Subsurface Radar) entdeckt wurden. Auch am damaligen Südpol finden sich Geländeformationen, die auf früheres Eis hindeuten.

Zuvor war der Übergang zwischen Hoch- und Tiefländern parallel zum Äquator ausgerichtet, wo auch die meisten Niederschläge stattfanden, möglicherweise als direkte Auswirkung der Freisetzung von Wasser durch die gewaltige vulkanische Aktivität durch die Bildung der Tharsis-Region. Bei einer ähnlichen Verschiebung auf der Erde gäbe es laut dem Erstautor Bouley Nordlichter in Frankreich und Weinanbau wäre im Sudan möglich. Ein massiver Einfluss auf das Klima auf dem Mars durch dieses Ereignis dürfte also wohl stattgefunden haben, weshalb die Ergebnisse dieser Studie gerade wichtig für Modelle des frühen, feuchteren roten Planeten sind.

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• Planet Mars

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA, OSC.

Nach einer siebenjährigen Einsatzperiode war der Betrieb von NASAs Vorgängersatellit ICESat 1 im Februar 2010 nach dem Ausfall des letzten funktionsfähigen Lasers seiner wissenschaftlichen Nutzlast am 11. Oktober 2009 eingestellt worden. Nach einer Absenkung seiner Umlaufbahn trat der Satellit schließlich am 30. August 2010 über der Barentssee wieder in die Erdatmosphäre ein und wurde dabei zerstört.

Am 12. Januar 2003 hatte man ICESat 1 in den Weltraum transportiert, damit er anschließend regelmäßig Daten zu Zustand und Veränderung der Eisbedeckung Grönlands und der Antarktis an die Bodenstationen übermittelt. Seit dem Ende seiner Mission sichert eine unter anderem von Messstationen in Flugzeugen unterstützte Überbrückungsmission namens Icebridge die Datenkontinuität. Neue Daten zu den momentan an Dicke verlierenden Eisflächen aus dem Weltraum könnte eine in Planung befindliche weitere Satellitenmission liefern.

Diese soll mit einem gegenüber ICESat 1 weiterentwickelten und leistungsfähigeren mehrstrahligem Lidar-System als Hauptinstrument ausgerüstet werden. Lidar steht für light detection and ranging und verwendet Laserlicht zu Entfernungs- und Geschwindigkeitsmessung. Es lässt sich daher auch einsetzen, um Höhenveränderungen von Eisflächen genau zu messen. Mt Hilfe der Daten des vom Boden reflektierten Lichts können Karten mit Höhenangaben erstellt werden.

Am 31. August 2011 gab die NASA bekannt, dass OSC verantwortlich sein wird für Entwurf und Bau des raumflugtechnischen Teils (Bus) von ICESat 2, die Integration der von der US-Regierung bereitgestellten Instrumente mit dem Lidar-System, die Tests des Satelliten vor dem Start und nach dem Erreichen einer ersten Umlaufbahn, und die Mission in ihrem Verlauf mit Ingenieursleistungen unterstützen soll.

OSC will ICESat 2 im 2010 von General Dynamics Advanced Information Systems übernommenen Werk Gilbert im Bundesstaat Arizona auf Basis des Busses LEOStar 3 (bei Spectrum Astro bzw. General Dynamics SA-200HP genannt) aufbauen, der sich bereits beim Weltraumteleskop Fermi alias GLAST bewährt hat, und möchte 135 Millionen US-Dollar für die jetzt vereinbarten Leistungen berechnen.

Zieht ICESat 2 erst einmal auf einer annähenden, um 94 Grad gegen den Äquator geneigten Kreisbahn in rund 590 Kilometern Höhe um die Erde, hat er folgende Aufgaben zu erledigen:

• Bestimmung des Einflusses der Eisbedeckung der Pole auf vergangene und aktuelle Änderungen des Meeresspiegels und von Einflüssen auf klimatische Bedingungen
• Erfassung von Daten zur geänderten Eisbedeckung in bestimmten Regionen zur Beurteilung der Mechanismen, die bei den Änderungen wirken, Unterstützung von Vorhersagemodellen
• Abschätzung der Dicke der Eisflächen auf dem Meer, die bei der Untersuchung des Austausch von Energie, Material und Feuchtigkeit zwischen Eisflächen, Ozean und Atmosphäre Relevanz besitzen
• Messen der Pflanzenbewuchshöhe als Basis zur Abschätzung der Menge an Biomasse und wesentlicher Biomassemengenänderungen
• Unterstützung anderer Erbeobachtungsmissionen durch ergänzende Messungen

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: Max-Planck-Institut für Meteorologie.

Infolge einer anhaltenden globalen Erwärmung lässt sich seit mehreren Jahrzehnten ein Anstieg der Lufttemperaturen registrieren, welcher nicht nur globale, sondern auch regionale Auswirkungen zur Folge hat. In der Arktis macht sich dies durch einen über dem weltweiten Durchschnitt liegenden Anstieg der Luft- und Wassertemperaturen durch zurückweichende Gletscher, auftauende Permafrostböden und schmelzendes Meereis bemerkbar. Diese Veränderungen haben weitreichende und zumeist negative Folgen, welche nicht nur die dort lebenden Menschen, sondern auch die einheimische Fauna und Flora betreffen.

Mit der Erwärmung gehen zahlreiche Rückkopplungseffekte einher. Besonders der drastische Schwund des arktischen Sommereises ließ dabei die Befürchtung laut werden, dass sich die Eisbedeckung einem sogenannten Kipp-Punkt nähern könnte. Bei einem Überschreiten des Kipp-Punktes wäre der Verlust des verbleibenden arktischen Meereises im Sommer nicht mehr zu stoppen.

Aktuelle Forschungsergebnisse des Hamburger Max-Planck-Instituts für Meteorologie deuten jetzt jedoch darauf hin, dass ein solcher Kipp-Punkt für den Verlust des Sommereises in der Arktis anscheinend nicht existiert. Stattdessen scheint die Eisbedeckung relativ direkt auf die jeweiligen klimatischen Umgebungsbedingungen zu reagieren. Der fortschreitende Verlust des arktischen Meereises könnte laut der Studie der Hamburger Wissenschaftler verlangsamt oder sogar gestoppt werden – allerdings nur unter der Voraussetzung, dass auch die globale Erwärmung gestoppt oder zumindest verlangsamt wird.

Die Erkenntnis, dass der Verlust des arktischen Meereises ab einem bestimmten Punkt nicht zu einem Selbstläufer wird, hat die Wissenschaftler des Max-Planck-Institutes für Meteorologie überrascht. „Die mögliche Existenz eines Kipp-Punktes für den Verlust des arktischen Meereises erscheint zunächst völlig logisch“, so Steffen Tietsche, der Erstautor einer gerade publizierten Studie. „Wenn die Eisbedeckung zurückgeht, nimmt das Meerwasser mehr Sonnenlicht auf und erwärmt sich daher stärker, sodass noch mehr Eis abschmilzt.“ Ein solcher Rückkopplungseffekt könnte prinzipiell dazu führen, dass der Verlust des arktischen Meereises sich selbst verstärkt und ab einem gewissen Punkt unabhängig von den vorherrschenden Klimabedingungen wird.

Die Gültigkeit dieses Konzepts wurde jetzt mit einem Klimamodell untersucht. In dem dabei verwendeten Computermodell entfernten die beteiligten Wissenschaftler die Eisbedeckung der Meeresoberfläche zu Beginn des arktischen Sommers vollständig, um so die maximale Aufnahme von Sonnenlicht im offenen Wasser zu simulieren. „Wir erwarteten eigentlich, dass der Ozean nach der künstlichen Eisschmelze eisfrei bleiben würde, weil das offene Wasser im Sommer deutlich mehr Wärme aufnimmt“, erklärt Steffen Tietsche diese Vorgehensweise.

Entgegen den Erwartungen erholte sich die Eisbedeckung in den Modellsimulationen jedoch stets innerhalb eines Zeitraumes von etwa drei Jahren, so dass dann wieder Bedingungen wie vor der künstlichen Eisschmelze herrschten. Dieses Ergebnis deutet nach der Ansicht der Klimatologen darauf hin, dass der Zustand des Meereises jederzeit eng an die vorherrschenden Klimabedingungen gebunden ist. Dies lässt die Existenz eines Kipp-Punktes als unwahrscheinlich erscheinen.

Die Wissenschaftler betonen allerdings, dass die Ergebnisse ihrer Studie nicht den dramatischen Verlust des arktischen Meereises aufgrund eines vom Menschen verursachten Klimawandels infrage stellen. „Wenn wir die globale Erwärmung nicht stark verlangsamen, wird die Arktis in einigen Jahrzehnten im Sommer eisfrei sein“, so Steffen Tietsche. „Unsere Forschung zeigt, dass die Geschwindigkeit, mit der das Meereis zurückgeht, eng mit der Geschwindigkeit der globalen Erwärmung zusammenhängt. Unsere Arbeit unterstreicht aber, dass wir den Verlust des arktischen Meereises grundsätzlich noch verlangsamen oder vielleicht sogar stoppen können.“

Die Forscher fanden bei ihren Simulationen auch heraus, welche Prozesse die Erholung der Eisbedeckung ermöglichen. Demzufolge verliert der Ozean während des arktischen Winters den Großteil seiner im Sommer zusätzlich aufgenommenen Wärme. Dieser Wärmeverlust ist wegen des Fehlens einer isolierenden Eisdecke extrem effizient, da der offene Ozean ohne eine bedeckende Eisschicht über einen direkten Kontakt zur kalten Atmosphäre verfügt. Außerdem wächst das sich schließlich neu bildende dünne Eis sehr schnell, da eine dünne Eisschicht die Wärme des Meerwassers schlechter isoliert als dickes Eis.

Wie die Berechnungen der Hamburger Klimaforscher ergaben, wird die Wärme, welche vom Meerwasser durch das dünne Eis abgegeben wird, anschließend in einem stärkeren Umfang von der Atmosphäre in den Weltraum abgestrahlt als bislang angenommen. Gleichzeitig wird der Simulation zufolge weniger Wärme aus den südlicheren Regionen in die Arktis transportiert. Die Kombination dieser stabilisierenden Rückkopplungen wirkt sich stärker als die destabilisierende Rückkopplung durch die zusätzliche Aufnahme von Sonnenlicht im Sommer aus.

Die Studie der Max-Planck-Wissenschaftler bestätigt Untersuchungen von US-Wissenschaftlern, welche mit einem viel einfacheren Modell durchgeführt wurden. „Diese Übereinstimmung von Modellen völlig unterschiedlicher Komplexität bedeutet normalerweise, dass die Resultate vertrauenswürdig sind“, so Prof. Dr. Jochem Marotzke, der Direktor der Abteilung „Ozean im Erdsystem“ am Max-Planck-Institut für Meteorologie und Koautor der neuen Studie. Die hier kurz vorgestellten Forschungsergebnisse wurden am 26. Januar 2011 in der Fachzeitschrift „Geophysical Research Letters“ publiziert.

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Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: AMASE 2009, Spaceref.

Update: Wir haben einige Bilder von AMASE 2009 nachgereicht, die Sie weiter unten finden können.

Mit modernen Methoden gelingt es heute, ein immer detailliertes Bild davon zu erlangen, wie Atmosphäre, Biosphäre mit den Ozeanen und der Geosphäre zusammenspielen. Die Planetologie hat sich von einer rein deskriptiven zu einer quantitativen Wissenschaft gewandelt. Wir verstehen immer besser, wie dynamische Prozesse auf der Erde ineinander greifen – und beginnen damit, dieses Wissen auch auf andere Körper des Sonnensystems zu übertragen.

Juan Diego Rodriguez-Blanco ist Mitglied des AMASE 2009-Teams, der diesjährigen Arctic Mars Analog Svalbard Expedition auf der Inselgruppe Svalbard. Ihr Ziel ist es, in einer lebensfeindlichen Umwelt unter widrigen Umständen wissenschaftliche Forschung zu betreiben und so etwas für den optimalen Betrieb von menschgemachten Erkundern zu lernen – auf dem Mars und anderswo im Sonnensystem. Manchmal geht es aber auch um rein menschliche Unzulänglichkeiten.

„Das Jagen von Eisbergen gehört hier zu den lustigsten Aktivitäten: Natürlich machen wir das aus streng wissenschaftlichen Gründen. Wir suchen Eisberge, in denen noch Sedimente eingeschlossen sind. Immerhin sind wir mitten in der Arktis und völlig umgeben von massiven Eiskappen. Wir sehen täglich dutzende Eisberge wobei die meisten von ihnen nur aus Blaueis bestehen. Manchmal treffen wir aber auf Exemplare mit eingeschlossenen Sedimentschichten – und die sehen wir uns genauer an.“ Eisberge gehören zu den wichtigen Nährstofflieferanten mariner Hochseehabitate. Welche Zutaten sie zum Menü der Meeresbewohner beitragen, möchte sein Team herausfinden.

Blaues, schmutziges Eis

Blaueis entsteht, wenn frischer Schnee, der auf einen Gletscher fällt, durch die Auflast jüngerer Niederschläge allmählich zusammengedrückt wird. Dabei steigt der Druck an und das Eis bildet größere Kristalle aus, die neue physikalische Eigenschaften besitzen. Rote und gelbe Wellenlängen werden nun stärker absorbiert, wodurch das Eis für uns blau erscheint. Ein blauer Eisberg ist also ein Stück eines kalbenden Gletschers und entstand nicht aus kürzlich gefrorenem Meerwasser, wie viele andere Schollen im Nordpolarmeer. Damit ist er für Rodriguez-Blancos Gruppe interessant und wert, näher in Augenschein genommen zu werden.

Auf Gletschern landet nicht nur Schnee. Von den Hängen des Gletschertals rutschen Gerölllawinen hinab und verteilen ihre Fracht auf der vormals weißen Eisfläche. Im Sommer taut ein Teil der Oberfläche und legt ältere Sedimentlagen frei. So akkumuliert in regelmäßigen Abständen feinkörnige Gesteinsfracht im Gletschereis. Dort verbleibt sie vorerst, doch Eis ist immer in Bewegung. Eine durchschnittliche Gletscherzunge speit erst nach hunderten bis tausenden Jahren die Eispakete wieder aus, die einmal aus frischem Schnee entstanden. Endet der Gletscher im Meer – wie auf Svalbard, in Norwegen oder Alaska – driften die schmutzigen blauen Eisberge hinaus ins arktische Meer und geraten hier in die Hände von Juan Diego Rodriguez-Blanco.

„Die Aufgabe klingt einfach: Finde einen frisch gekalbten Eisberg, entscheide, ob es sicher ist, sich ihm zu nähern, nimm Proben, schmilz das Eis und separiere so Sedimentlage für Sedimentlage. Zurück im Labor nutzen wir verschiedene Techniken wie Mikroskopie, Röntgendiffraktometrie oder Infrarotspektroskopie, je nach spezifischer Fragestellung an die vorkommenden Eisenminerale“, schreibt Rodriguez-Blanco.

Die schwimmenden Eisschollen sind gefährliche Gebilde. Abhängig von Größe und Form kann selbst der geringste Auflastdruck dazu führen, dass er sich plötzlich komplett umdreht. Da sich das AMASE-Team auf Schlauchbooten nähert, gilt die Gefährdung für die gesamte Besatzung. Weil 90% der Masse eines Eisbergs unter Wasser liegt, ist es oft nicht leicht, seine Form und Masse zu bestimmen. „Erst wenn wir schmutziges blaues Eis sehen und uns sicher sind, dass keine Gefahr besteht, schicken wir eine Person, die vom Schlauchboot aus gesichert wird. Die muss mit ihrer Eisaxt schnell arbeiten, denn nach maximal fünf Minuten sollte sie zurückkehren“, so Juan Diego Rodriguez-Blanco.

Die gesammelten Proben werden zur weiteren Untersuchung ins Labor der Universität Leeds in England geschickt. Im Mittelpunkt der Forschung steht die Frage, in welchem Maße eisenreiche Sedimente zum Eisenbudget des arktischen Ozeans heute im Vergleich zur letzten Eiszeit beitragen. Eisen ist ein wichtiges Spurenelement und limitierender Faktor für die Bioproduktion mariner Habitate.

Mars an Erde
Ein Grundproblem stellt die Natur robotischer Missionen dar. Wie entscheidet ein Rover, welchen Stein er untersuchen soll? Fahrzeuge wie Spirit oder Opportunity können täglich hundert Meter zurücklegen. Aufnahmen ihrer Umgebung reisen ein bis zwei Stunden durchs Sonnensystem, bevor Wissenschaftler auf der Erde entscheiden können, welche Anweisungen sie zurückschicken. Ein Ziel von AMASE ist die Simulation solcher Situationen, um zukünftige Rovermissionen wie Exomars der ESA oder Sample Return-Missionen der NASA effizienter zu machen.
Svalbard eignet sich auch besonders gut für die Aufgabe, die spezielle Situation robotischer Planetenerkunder zu simulieren: Karge Hügel bilden eine lebensfeindliche Umgebung, die marsianischen Landschaften recht nahe kommt, mit einem Unterschied: Es ist wegen wild lebender Eisbären immer gut, ein Gewehr dabei zu haben.

Die Science Operation Work Group innerhalb des AMASE-Teams besteht aus zwei Teams. Während eine Gruppe im Feld unterwegs ist und Daten sammelt, befindet sich die andere im Basislager, um dort wissenschaftliche Fragestellungen zu diskutieren und daraus Anweisungen abzuleiten. Die Möglichkeiten des Basisteams sind begrenzt, denn sie können nur auf Fotos der Feldgruppe zurückgreifen und dürfen nicht direkt mit ihren Kollegen sprechen. Die Kommunikation ist – wie zwischen Erde und Mars – auf elementare Handlungsanweisungen begrenzt, die mit einiger Verzögerung zugestellt werden.

Mehr Berichte von AMASE 2009 gibt es in deren Blog bei der Planetary Society.

Der Beitrag Marsforschung und die Jagd nach Gletschern [Update] erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: University of Arizona / NASA.

Die Wissenschaftler von der University of Arizona nutzten dazu das hauseigene Instrument High Resolution Imaging Experiment (HiRISE) an Bord des Mars Reconnaissance Orbiters (MRO).

„Der Frühling auf dem Mars unterscheidet sich grundlegend von der irdischen Jahreszeit, denn dort gibt es neben permanenten Eiskappen auch saisonale polare Eiskappen aus CO₂, das wir als Trockeneis kennen“, sagte HiRISE Deputy Principal Investigator Candice J. Hansen-Koharcheck vom NASA JPL.

Die saisonalen Eiskappen entstehen zu Beginn des Winters, wenn CO₂ aus der Atmosphäre direkt in den festen Zustand resublimiert. Die Eiskappen können mehr als einen Meter mächtig werden. Zu Beginn des Frühlings kehrt sich dieser Prozess um: Das energiereichere Sonnenlicht überführt die Trockeneiskappen wieder direkt in die Gasphase.

Wiederholen sich diese Prozesse Jahr für Jahr, entstehen so mit der Zeit Tröge, die sich in die Oberfläche des Roten Planeten einschneiden. Diese wurden bereits früher aus dem Marsorbit als glaziale Erosionsmerkmale erkannt.

„Wir glauben, dass sich unter den saisonalen Eiskappen ein zunehmender Druck aufbaut, weil sie auch von unten dünner werden“, sagte Hansen-Koharcheck. „Wenn dieses Gas schließlich eine Schwachstelle oder einen Riss findet, entweicht es schlagartig und führt dabei immer auch ein bisschen Staub mit sich.“ Dies ist der integrale Unterschied zum Abtauen von Eis auf der Erde. Denn hier kann das Eis zu einer Flüssigkeit schmelzen und einfach unter der Eisschicht herauslaufen oder in den Untergrund eindringen.

Die neuen HiRISE-Aufnahmen zeigen fächerartige Staubfahnen um die dünner werdenden Eisablagerungen. Daneben ist zu erkennen, dass der Staub je nach herrschender Windrichtung in wechselnde Richtungen verfrachtet wird. So lässt sich vermuten, dass immer mehrere Gasfontänen zur gleichen Zeit aktiv sein müssen, denn viele Fächer zeigen die gleiche Windrichtung an.

Jahreszeiten gehören zu den Naturereignissen, die wir vor allem mit unserem eigenen Planeten in Verbindung bringen. Die dichte Erdatmosphäre erklärt gemeinsam mit der großen Rolle, die Wasser in verschiedenen Aggregatzuständen spielt, die großen saisonalen Unterschiede in den gemäßigten Breiten der Erde. Für die Jahreszeiten ist aber die Neigung der Planetenachse verantwortlich, die den aktuellen Einfallswinkel des Sonnenlichts bestimmt. Diese unterscheidet sich beim Mars (25°) nur unwesentlich von der Erde (23,44°). Aufgrund der höheren Exzentrizität der Marsbahn, schwankt die Länge der Jahreszeiten dort jedoch zwischen 142 Marstagen für den Herbst und 194 für den Frühling.

Raumcon

• HIRISE findet Anzeichen für Frühling auf dem Mars

Der Beitrag Marsianisches Frühlingserwachen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Daniel Schiller. Quelle: University of Washington News.

Das Modell simuliert die Reaktion flüssigen Wassers auf die Gezeitenkräfte Jupiters. Unter der Annahme, dass es flüssiges Wasser unter dem Eispanzer gibt, sagt dieses neue Modell voraus, dass so um zwei oder drei Größenordnungen mehr Energie in den Ozean eingebracht wird, als durch das sonst gängige Modell eines durch Gezeitenkräfte „gekneteten“ Kerns erklärt wird. Wenn die Wellen dann abebben, dissipiert ihre kinetische und potentielle Energie durch Reibung zu Wärme.

Das Modell geht von einer Neigung Europas zu seiner Orbitebene aus. Der Rotationszustand des Mondes scheint noch nicht wirklich bekannt zu sein. Annahmen gehen von mindestens 0,1° Neigung aus. Das Modell muss sich aber erst bewähren.

Der Jupitermond Europa rotiert gebunden, Umlaufzeit und Rotationsdauer liegen bei 3,551 Tagen. Wären Rotationsachse und Umlaufbahnachse parallel, dann könnte Europa nur aus zwei Gründen Energie vom Planeten beziehen. Zum einen rotiert der Kern unabhängig vom Mantel des Mondes. Dadurch wandert der Flutberg des Kerns, dieser wird regelrecht durchgeknetet. Einen minimalen Beitrag brächte auch die Tatsache, dass der Mond manchmal näher am Jupiter ist und manchmal weiter, der „Flutberg“ des gesamten Mondes also manchmal höher und manchmal niedriger ist.

Durch den oben angesprochenen Winkel verschiebt sich der Flutberg aber in Nord-Süd-Richtung hin und her. Dies verursacht die Wellen und gibt zusätzliche Reibungsenergie. Allerdings wird sich auch die Rotationsachse mit der Zeit der Bahnachse angleichen, da ja ein entgegengesetzt gerichtetes Drehmoment wirkt. Dieser Vorgang wird aber noch einen ordentlichen astronomischen Zeitraum andauern.

Raumcon:

• Thread zum Jupitermond Europa

Weblink:

• Europa does the wave to generate heat

Der Beitrag Gezeitenwellen – Wärmequelle für Europas Ozeane? erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: SpaceDaily.

Ein Kometeneinschlag wäre eine Möglichkeit für das Phänomen Erde. Eine Zweite wäre noch das die Erde einfach in ihrer Evolution so entstand wie sie jetzt ist. Die Raumsonde Rosetta soll dieses Rätsel mit Hilfe ihrer Geräte lösen.

Die Erde benötigte ein bisschen Wasser um dann diese Ozeane entstehen zu lassen. Dieses findet man auf Kometen die komplett vereist sind und hohe Eisberge auf der Oberfläche haben. Ein Kometeneinschlag eines solchen Kometen würde das Eis auf die Erde bringen und aufgrund der wärmeren Temperaturen auf der Erde könnte das Eis zu Wasser geschmolzen sein. Es gibt bereits einige Hinweise auf diese Theorie doch nun soll Rosetta herausfinden ob dies einen Kometen möglich ist einen solchen Planeten so dermassen zu beeinflussen. Zunächst müssen wir erst alle Daten auswerten die wir von unseren Planeten gemacht haben um die Quelle unseres kostbaren Wassers zu lokalisieren.

Wenn es von einer Art von Atomen mehrere Untertypen gibt nennen sich diese Isotope. Diese Isotope verhalten sich beinahe identisch wie im chemischen Sinne, doch sie unterscheiden sich in ihrem Gewicht aufgrund variierenter Anzahl von Neutronen. Genau solche vermutet man auf dem Kometen den Rosetta anfliegt (67P/Churyumov-Gerasimenko). Sie wollen auf den Kometen Wasser oder Wassereis finden um so zu beweisen das ein Komet die mögliche Quelle unseres Wassers ist. Dies ergab auch eine erst kürzlich beendete Untersuchunge des Kometen LINEAR.
Es ist ein Puzzle das Wissenschaftler aus aller Welt versuchen zu lösen. Einschlagskrater von massereicher Kometen fand man schon viele auf der Erde. Egal von wo unseres kostbares Wasser kam es ermöglichte erst Leben auf unseren Planeten. Auch wir würden ohne Wasser nicht lange überleben. Die Wissenschaftler sind zuversichtig einen großen Schritt in diesen Bereich weiterzukommen.

Der Beitrag Überschwemmten Kometen unsere Erde? erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Christian Ibetsberger. Vertont von Dominik Mayer.

Das Verhalten des Erdklimas ist nach wie vor eines der wissenschaftlichen Rätsel. Doch hat man schon viele Informationen über die einzelnen Einflüsse die das Wetter bestimmen ergründen können. Im Laufe der Erdenstehung (ca. 5. Milliarden Jahre) war das Erdklima immer wieder großen Klimawandeln unterworfen. Bestes Beispiel hierfür sind die Eiszeiten. Die letzte Eiszeit war die Würm-Eiszeit vor ca. 20.000 Jahren. Doch schon davor gab es kontinuierlich auftretende Eiszeiten.

Chronologie der Eiszeiten

• Günz-Eiszeit 640-540 Tsd. Jahre
• Mindel-Eiszeit 480-430 Tsd. Jahre
• Riß-Eiszeit 240-180 Tsd. Jahre
• Würm-Eiszeit 120- 10 Tsd. Jahre

Bei den Eiszeiten breiteten sich innerhalb weniger hundert Jahre die Eismassen von Arktis, Antarktis und den Gebirgen stark aus und bedeckten große Teile Europas, Asiens, Japans und Nordamerikas. Auch die heutigen Gletscher sind Reste der letzten Vereisungen. Doch es gab nicht nur große Eiszeiten. Auch sogenannte kleine Eiszeiten prägten den Klimaverlauf der letzten Jahrhunderte.

Als kleine Eiszeiten bezeichnet man kurze Kälteperioden. Solch ein Klimaphänomen konnte man Anfang des 17. Jahrhunderts dokumentieren. Berichte aus dieser Zeit deuten auf eine leichte Zunahme der Gletschergebiete und auf Eisausdehnung auf der Nordhalbkugel hin. Diese Mini-Eiszeit dauerte etwa 150 Jahre danach wurde es wieder wärmer. Eine Erklärung für dieses Phänomen wäre die im 17. Jahrhundert auftretende verminderte Sonnenfleckenaktivität. Doch auch die vermehrt auftretenden vulkanischen Aktivitäten zu dieser Zeit hatten wohl Einfluss auf dieses Ereignis.

Auch die ältere Erdgeschichte ist durch das Auftreten bedeutender Vereisungsphasen geprägt. Die so genannte „Schneeball Erde“-Theorie geht davon aus, dass die Erde in ihrer Frühzeit vor etwa 700 bis 600 Millionen Jahren mehrmals fast komplett von Eis bedeckt war, was die Entstehung des Lebens weit hinauszögerte. Klimamodelle der frühen Erde unterstützen diese Theorie mittlerweile zunehmend. Die Vermutung einer Eiszeit als Ursache für das Artensterben zu Beginn des Mesozoikums wurde dagegen mittlerweile widerlegt.

Doch für die Wissenschaft steht fest, dass jede Eiszeit erhebliche Veränderungen für die Fauna und Flora der jeweiligen Epoche mit sich brachte. Auch die Entwicklung des Menschen musste sich der Eiszeiten unterwerfen. Der Neandertaler und der Homo Sapiens waren Zeugen der Eiszeit und mussten ihre Entwicklung unter anderem in Europa nach ihr ausrichten.

Es gibt viele Theorien zu der Entstehung der Eiszeiten. Milutin Milankovitch war der Ansicht, dass Veränderungen der Erdbahngeometrie für wiederkehrende Eiszeiten verantwortlich waren. Wechselseitige Gravitationskräfte im System Erde, Mond, Sonne sollen für diese Geometrieveränderungen verantwortlich sein. Folgen dieser Kräfte sollte die Formveränderung der elliptischen Erdumlaufbahn um die Sonne sein, wodurch die Eiszeiten in Abständen von 100.000 Jahren kontinuierlich auftraten. So entstanden die Milankovitch-Zyklen, die von einer Verminderten Sonneneinstrahlung auf die nördliche Hemisphäre ausgehen würden die Eiszeiten erklären.

Jedoch gerät die Milankovitch-Theorie immer mehr ins Kreuzfeuer der Kritik. Denn die Rolle der Tropen in der südlichen Hemisphäre scheint immer mehr Bedeutung zu erlangen. Hierbei wird vom Eiszeit-Warmzeit Wechsel gesprochen der die komplexen internen Wechselwirkungen zwischen der ozeanischen- und atmosphärischer Zirkulation beschreibt. Nun stellt sich wiederum die Frage welche Rolle der Mensch in diesen Wechselwirkungen spielt und inwiefern er diesen kontinuierlichen erscheinenden Ablauf der Eiszeiten beeinflusst? Welche Auswirkungen dies auf die globale Zukunft hat versuchen Wissenschafter zu ergründen.

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Autor: Karl Urban

Die Sonde 2001 Mars Odyssey der NASA untersucht seit Anfang 2002 und damit fast ein Marsjahr lang den Roten Planeten. Damit hat sie uns einen Überblick über jahreszeitlichen Veränderungen gegeben. Besonders auffällig war dabei das Anwachsen und Abtauen der Eisgebiete an den Polkappen. Daraus lassen sich Rückschlüsse über langfristige Klimaprozesse auf dem Mars ziehen, wie die NASA gestern berichtete.
 

Die Menge an gefrorenem Wasser nahe der Oberfläche in einigen der wärmeren Äquatorebenen des Mars scheint zu groß zu sein, unter den derzeitigen klimatischen Bedingungen ein Gleichgewicht mit der Atmosphäre zu bilden, sagte Dr. William Feldman vom Los Alamos National Laboratory. Er ist leitender Wissenschaftler für das Gamma-Ray Spectrometer an Bord von Mars Odyssey. Das Instrument soll unter anderem nach den Spuren von Wasser suchen.

„Eine Erklärung dafür könnte sein, dass Mars derzeit eine Eiszeit beendet“, sagte Feldman. „In einigen tieferen Regionen ist das Eis bereits freigelegt. In anderen sind die Prozesse langsamer und haben derzeit noch kein Gleichgewicht erreicht. Diese Gebiete sehen ähnlich den gelegentlichen schneebedeckten Stellen im Winter aus, lange nachdem es geschneit hat.“

Gefrorenes Wasser macht in einigen Regionen nahe dem Marsäquator mehr als zehn Prozent des ersten Meters des Marsbodens aus. Eine Schicht aus Staub könnte das verbliebene Eis isolieren, so Feldman.

„Das Modell vereinigt die Daten von drei Schichten nahe der Oberfläche“, sagte auch Dr. William Boynton, Teamleiter für das Instrument GRS. „Die oberste Schicht ist sehr trocken, ohne jedes Eis. Die nächste Schicht einige Poren mit Wasser zwischen Schmutzpartikeln. Darunter befindet sich eine sehr eisreiche Schicht mit 60 bis 100 Prozent Wassereis.

Boynton hält die wassereishaltigsten Bodenschichten für Ablagerungen von Schnee oder Frost, vermischt mit geringen Anteilen von Staub aus der Luft aus einer kalten Klimaperiode. Die mittlere Schicht könnte durch die Veränderungen in einer wärmeren Phase entstanden sein: Das Eis verschwand bis in eine bestimmte Tiefe in die Atmosphäre. Der zurückgelassene Staub wiederum zerfiel in die oberste Schicht, in der keine Poren mehr vorhanden waren, um noch Eis aufzunehmen.

Die Informationen des Gammastrahlen-Spektrometers GRS an Bord von Mars Odyssey können aber alleine nicht als Beweis für den Klimawandel stehen. Allerdings sind andere Instrumente der Sonde in der Lage, das Puzzle zu vervollständigen. Zum Beispiel wurde die Kamera des Orbiters benutzt, um eine unerreicht genaue Karte des Marssüdpols zu erstellen.
„Wir können nun exakt die Zahl von Kratern in den untersuchten Gebieten bestimmen, um Informationen über das Alter der Bodenschichten zu erhalten“, erklärte Dr. Phil Christensen von der Arizona State University, Principal Investigator für das Kamerasystem.

Der Mars wird derzeit ständig von den beiden NASA-Sonden Mars Odyssey und Mars Global Surveyor umkreist. Am 25. Dezember tritt der dann dritte aktive Orbiter Mars Express aus Europa in eine Umlaufbahn ein und setzt das Landegerät Beagle 2 ab. Im Januar folgen schlussendlich die beiden amerikanischen Rover Spirit und Opportunity. Die Marsforschung sollte also 2004 mit vielen neuen Bildern und Ergebnissen aufwarten können.

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Ein Beitrag von Dominik Mayer. Quelle: Space.com.

Der Ice, Cloud and Land Elevation Satellite (Icesat) wird in dieser Woche starten und mindestens drei Jahre lang ununterbrochen die Höhe der Eisplatten, welche Grönland und die Antarktis bedecken, messen. Das wird helfen die Frage zu klären, ob diese Eisschichten, die bis zu drei Kilometer dick sind und schätzungsweise 8 Millionen Kubikmeilen Süßwasser enthalten, wachsen oder schrumpfen. „Sehr einfach, wir wissen es nicht,“ erklärt Jay Zwally, der zuständige Wissenschaftler am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, MD. „Wir sind uns nicht nur darüber im Unklaren was heute abläuft, wir wissen auch nicht was in der Zukunft passieren wird.“Icesat wird vorraussichtlich am Dienstag mit einer Delta II Rakete von der Vandenberg Air Force Base an der Zentralkalifornischen Küste starten. An Bord der Delta II befindet sich ebenso der 16 Millionen Dollar teuere Cosmic Hot Interstellar Plasma Spectrometer Satellite (Chipsat), der das Glühen des interstellarer Mediums, das Gas, welches den Raum zwischen den Sternen auffüllt, beobachten wird.
Die Frage, die das 282 Millionen Dollar Projekt Icesat beantworten soll ist wichtig: wenn mehr Eis von den Platten schmilzt als durch Schnee wieder darauf zurückkommt würde das Wasser zu dem bereits meßbaren Anstieg des Meeresspiegels beitragen. Wissenschaftler befürchten, dass der der Anstieg ganze Küstenregionen fluten könnte und die Wasserzirkulation der Ozeane, die entscheidend zum Klima beiträgt, durcheinanderbringt. Zur Zeit steigt der Meeresspiegel in einem Jahrzehnt um etwa zwei Zentimeter. Ungefähr die Hälfte davon ist auf das Abschmelzen kleinerer Gletscher und die Erwärmung der Ozeane zurückzuführen, was sich in einer Temperaturerhöhungen ausdrückt. Die Ursache für die andere Hälfte ist unbekannt, obwohl das Schmelzen des Eises vermutet wird.

Das Klimawechsel-Podium, bestehend aus mehreren Regierungen, schätzt, dass der Meeresspiegel während des nächsten Jahrhunderts um 46 Zentimeter (+/- 35 Zentimeter) ansteigen könnte. Die Messungen von Icesat sollen laut Zwally, diese Unklarheiten minimieren. Auf einem kürzlich stattgefundenen Treffen der American Geophysical Union, sagten Wissenschaftler, dass die Grönländ-Platte und das Eis auf dem Arktischen Ozean in seit Jahrzehnten unerreichten Maßen schmelzen. In der Antarktis steigt die durch Meereseis bedeckte Fläche zumindest im Winter. Icesat wird die Erdoberfläche 40 mal pro Sekunde mit einem Laserstrahl abtasten. Sollte jemand die Gelegenheit haben den Satelliten bei seinem Überflug mit 26.000 km/h zu sehen, würde der 330-Watt-Laser, Wissenschaftlern zufolge, als grüner Stern erscheinen. Wenn er die Erde erreicht wird er weniger Energie als der Blitz einer Kamera haben und keine Gefahr darstellen.

Die über ein Jahr verteilten wiederholten Messungen ermöglichen es dem Satelliten Veränderungen von nur einem Zentimeter in der Eisschicht festzustellen. Sollte dieser Anteil an Eis schmelzen, würde er den Meeresspiegel nur um einige hundertstel Zentimeter erhöhen. Icesat wird auch Eisdecken in Peru und der kanadischen Arktis messen, sowie Land- und Wolkenhöhen. Die Gletscher in Alaska sind zu klein um sie vom Weltraum aus zu beobachten.

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