Valles Marineris. (NASA/JPL-Caltech/USGS) Eines der faszinierendsten Merkmale von Mars ist das Vorhandensein von Beben, die denen auf der Erde nicht unähnlich sind.
Seit Anfang 2019 protokollieren Planetenforscher diese „Marsbeben“ mit einem im InSight-Lander eingebauten Seismometer. Jetzt haben sie Aktivitäten entdeckt, die auf die beiden größten Marsbeben aller Zeiten hinweisen.
Bei diesen Beben handelt es sich um S0976a, ein Ereignis der Stärke 4,2, aufgezeichnet am 25. August 2021, und S1000a, ein Ereignis der Stärke 4,1, das 24 Tage später stattfand. Was die Auswirkungen angeht, sind beide fünfmal stärker als alle zuvor aufgezeichneten Marsbeben.
Interessant ist auch der Ort dieser Beben: Sie entstanden in der sogenannten Schattenzone, der gegenüberliegenden Seite des Planeten, wo InSight seinen Sitz hat. Es ist das erste Mal, dass der Lander und seine Sensoren ein Marsbeben über eine so große Entfernung aufgezeichnet haben.
Reliefkarte der Marsoberfläche, die den Standort von InSight (orangefarbenes Dreieck) und S0976a (rosa Punkt links) zeigt. (Horelston et al., Der seismische Rekord, 2022)
„Sie sind nicht nur die mit Abstand größten und am weitesten entfernten Ereignisse, S1000a hat auch ein Spektrum und eine Dauer wie kein anderes zuvor beobachtetes Ereignis.“ sagt die Planetenseismologin Anna Horleston , von der University of Bristol im Vereinigten Königreich.
„Es handelt sich wirklich um bemerkenswerte Ereignisse im seismischen Katalog des Mars.“
Das Team beschrieb S1000a aufgrund des breiten Frequenzspektrums der von ihm erzeugten Energie als „eindeutigen Ausreißer“ unter den bisher aufgezeichneten Beben. Mit einer Dauer von 94 Minuten ist es auch das am längsten andauernde seismische Ereignis, das InSight bisher überwacht hat.
Seismische Wellen (bekannt als PP-Wellen und SS-Wellen ) wurden verwendet, um sowohl S0976a als auch S1000a zu erkennen. Dabei handelt es sich um Wellen, die keinem direkten Weg folgen, sondern mindestens einmal an der Oberfläche reflektiert werden – und so konnte InSight dieses Rumpeln aus so großer Entfernung messen.
Im Fall von S1000a wurden auch Wellen kleiner Amplitude erfasst, die die Kern-Mantel-Grenze passieren – sogenannte Pdiff-Wellen. Es ist das erste Mal, dass InSight Pdiff-Wellen protokolliert, und es gibt Anzeichen dafür, dass das S1000a-Beben näher an der Oberfläche stattfand.
„[S1000a] hat ein Frequenzspektrum, das eher einer Familie von Ereignissen ähnelt, die wir beobachten und die als flache Krustenbeben modelliert wurden, sodass dieses Ereignis möglicherweise in der Nähe der Oberfläche aufgetreten ist.“ sagt Horleston .
„S0976a sieht aus wie viele der Ereignisse, die wir in Cerberus Fossae lokalisiert haben – einem Gebiet mit ausgedehnten Verwerfungen –, deren Tiefen auf etwa 50 Kilometer [31 Meilen] oder mehr geschätzt wurden, und es ist wahrscheinlich, dass dieses Ereignis eine ähnliche, tiefe Quelle hat.“ Mechanismus.'
Beide Marsbeben ereigneten sich in der Kernschattenzone, einem Teil des Mars, in dem InSight die seismische Aktivität der P- und S-Wellen nicht direkt verfolgen kann. Mit S0976a konnte das Team es innerhalb des riesigen Canyon-Netzwerks Valles Marineris platzieren.
Diese Schluchten haben zuvor identifiziert worden als Orte, an denen es zu Beben kommen könnte, aber dies ist das erste Mal, dass tatsächlich Aufnahmen gemacht wurden. Der genaue Standort von S1000a ist nicht geklärt, aber Wissenschaftler wissen im Großen und Ganzen, wo es passiert ist.
Der Großteil der vor diesen beiden Ereignissen auf dem Mars aufgezeichneten Bebenaktivität kam aus einem Umkreis von etwa 40 Grad um InSight, aber die neuesten Daten geben Wissenschaftlern die Möglichkeit, seismologische Untersuchungen an neuen Teilen des Roten Planeten durchzuführen.
„Die Aufzeichnung von Ereignissen innerhalb der Kernschattenzone ist ein echter Meilenstein für unser Verständnis des Mars“, sagt der Geophysiker Savas Ceylan , von der ETH Zürich in der Schweiz.
„Vor diesen beiden Ereignissen war der Großteil der Seismizität in einem Umkreis von etwa 40 Grad um InSight zu verzeichnen. Da sie sich im Kernschatten befindet, durchquert die Energie Teile des Mars, die wir noch nie zuvor seismologisch untersuchen konnten.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in Der seismische Rekord .