Wenn auf dem Mars auf einer der Halbkugeln des Planeten der Winter anbricht, dann beginnen wahrhaft eisige Zeiten. Während der Polarnacht mit Temperaturen von unterhalb von –100 Grad Celsius wird es so kalt, dass das atmosphärische Kohlendioxid der Marsatmosphäre als Trockeneis an den Polkappen ausfriert. Dabei sinkt der atmosphärische Druck auf dem Mars um rund ein Drittel. Bricht dann der Frühling auf dem Roten Planeten an, so verdampft das Trockeneis der saisonalen Polarkappe recht rasch. Die Eisschicht kann bis zu einem Meter dick sein und bedeckt dabei Sanddünen, die in großer Zahl beide Pole des Mars umgeben. Beim Auftauen des Trockeneises kommt es in diesen Regionen zu spektakulären Erscheinungen, wie sie das Forscherteam um Ganna Portyankina an der Unversität Bern beschreibt. Sie nutzten dafür hochaufgelöste Bilder der HiRISE-Kamera an Bord der Raumsonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) und untersuchten Regionen am Marsnordpol.

Eine Besonderheit beim Auftauen von Trockeneis ist, dass der Vorgang an der Unterseite der Eisschicht beginnt. Dort befindet sich das gefrorene Kohlendioxid in Kontakt mit dunklen Bodenschichten, die durch Sonnenstrahlung, die das transparente Eis durchdringt, aufgeheizt werden. Das Trockeneis schmilzt dabei nicht zu einer Flüssigkeit, sondern wird sofort zu Gas, es sublimiert. Dabei baut sich unterhalb der Eisschicht ein Gasdruck auf, der sich schließlich in unterschiedlicher Weise Bahn bricht. Auf manchen Dünen finden sich kurzlebige Rillen, sie entstehen, wenn das Kohlendioxid schlagertig unter der Eisschicht herausströmt. Dabei reißt es dunklen Sand mit. Dieser bildet dunkle Fächer oder Streifen, die sich auf der Eisschicht ablagern. Diese Ablagerungen verschwinden dann mit dem weiteren Sublimieren des Trockeneises, und die Rillen der Sanddünen werden durch die vorherrschenden Winde wieder aufgefüllt.

Für ihre Auswertungen nutzten die Forscher um Portyankina MRO-Bilder aus drei Marsjahren. Sie konnten den Bildern entnehmen, dass Kohlendioxid aus dem Marsboden hervorbricht und dabei Sand emporschleudert. Zudem bildet das Trockeneis, das die Dünen überlagert, zunächst polygonale Risse aus, wenn es wieder von der Sonne beschienen wird. Des Weiteren ließen sich auf den Bildern Sandfälle auf den Dünenhängen beobachten. Diese Prozesse laufen sehr schnell ab, so dass es schwierig ist, sie mit den Kameras von MRO zu dokumentieren. Diese Beobachtungen zeigen, dass auch heute noch auf dem Mars geologische Prozesse ablaufen und dass der Rote Planet nach wie vor aktiv ist.