Berlin, 11. Oktober 2026. Über dem Mars zieht jeden Morgen ein schmaler, heller Schweif davon – bis zu 1.800 Kilometer lang, westlich des Vulkans Arsia Mons. Die Eiswolke Arsia Mons Elongated Cloud, kurz AMEC, ist seit Jahren bekannt. Wie sie entsteht, war es bisher nicht.

Nun haben Forschende erstmals Hinweise auf homogene Keimbildung in der Atmosphäre eines Planeten gefunden. Der Vorgang war bislang vor allem aus Lehrbüchern bekannt und galt als theoretische Möglichkeit. Eine direkte Messung in der Marsatmosphäre gibt es allerdings nicht. Die Studie erschien am 8. Oktober 2026 in „Nature Geoscience“ (DOI: 10.1038/s41561-026-02089-9).

Eine Wolke mit täglichem Kurzauftritt

Die AMEC bildet sich jedes Frühjahr und jeden Sommer auf der Südhalbkugel des Mars, jeden Morgen kurz vor Sonnenaufgang. Über dem rund 20 Kilometer hohen Arsia Mons steigt feuchte Luft auf, die Wolke wächst, verblasst und löst sich innerhalb weniger Stunden wieder auf. Später am Vormittag trennt sie sich vom Vulkan und verschwindet, weil die Temperaturen steigen.

Entdeckt wurde das Phänomen 2018. Seitdem beobachtet die ESA-Sonde „Mars Express“ die Wolke regelmäßig. Sie kann große Teile der Marsoberfläche hochauflösend aufnehmen und auch in den frühen Morgenstunden hinsehen – genau dann, wenn sich der helle Schweif zeigt. Etwa zweieinhalb Stunden lang wird er mit mehr als 600 km/h nach Westen gezogen und bis auf 45 Kilometer Höhe angehoben. Die Wolke kann dabei bis zu 150 Kilometer breit werden.

Für die Berechnungen wertete das Forschungsteam unter anderem Bilder von drei Kameras an Bord von „Mars Express“ aus. Lage, Länge und die Veränderung der Wolke im Tagesverlauf wurden mit langjährigen Beobachtungen verglichen. Beteiligt waren Forschende der Sorbonne Université um Jorge Hernández-Bernal.

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Der Staub fehlt – und genau das ist der entscheidende Punkt

Auf der Erde entstehen Wolken meist durch heterogene Keimbildung: Wasserdampf lagert sich beim Abkühlen an winzigen Teilchen an und wird zu Tröpfchen oder Eiskristallen. Salz, Pollen, Ruß – solche Partikel können als Kondensationskeime dienen. Auf dem Mars wurde bislang vor allem Staub als Auslöser vermutet.

Doch die früheren Computersimulationen passten nicht zur beobachteten AMEC. Der lange, schmale Schweif ließ sich mit dem üblichen Mechanismus nicht erklären. Erst als das Team homogene Keimbildung, auch homogene Nukleation genannt, in ein regionales Mars-Wettermodell einbaute, entstand eine Wolke, die dem echten Phänomen deutlich ähnelte.

Bei diesem Vorgang gefriert Wasserdampf direkt zu Eiskristallen – ohne Staub oder andere feste Fremdpartikel. Dafür braucht die Atmosphäre eine extreme Übersättigung: Die relative Luftfeuchtigkeit muss mehr als 100.000-mal höher sein als typische Werte auf der Erde. Klingt nach einem Rechenfehler, ist aber unter den Bedingungen am Arsia Mons offenbar möglich.

Wenn der Vulkan die Luft nach oben schiebt

Strömt Wind am Marsvulkan vorbei, zwingt dessen Form die Luft in eine starke atmosphärische Welle. Feuchte Luftpakete werden innerhalb weniger Minuten mehrere Kilometer angehoben. In der Höhe kühlt die Luft laut Modell innerhalb von etwa zehn Minuten um rund 30 Grad Celsius ab.

Gleichzeitig schießt die relative Luftfeuchtigkeit nach oben. Unter diesen Bedingungen kann die spontane Eisbildung einsetzen: Der Wasserdampf wird unmittelbar zu Eiskristallen, und die Riesenwolke entsteht. Dass die Kristalle über große Entfernungen erhalten bleiben, statt sofort wieder zu verdampfen, erklärt das Modell ebenfalls.

Ganz deckungsgleich sind Simulation und Beobachtung nicht. Einzelheiten der Wolke fehlen noch oder passen nicht vollständig. Das Forschungsteam bewertet die Übereinstimmung dennoch als bedeutend – vor allem, weil erst die homogene Keimbildung den charakteristischen langen Schweif hervorbrachte.

Was der Fund über andere Atmosphären verrät

Die Ergebnisse sind ein indirekter Hinweis auf homogene Nukleation, kein direkter Nachweis. Offen bleibt, ob der Mechanismus auch an anderen Orten des Mars vorkommt und wie stark er den Wasserhaushalt des Planeten beeinflusst.

Spannend wird es auch über dem Mars hinaus. In den oberen Atmosphärenschichten der Erde und der Venus könnte homogene Keimbildung ebenfalls eine Rolle spielen; beobachtet wurde sie dort bislang nicht. Die Forschenden warnen deshalb davor, ungewöhnliche atmosphärische Vorgänge vorschnell auszuschließen. Manchmal fehlt eben nicht das passende Teilchen – sondern die passende Vorstellung.