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Erste Ergebnisse : Bebender Marsboden

Der Insight-Lander der Nasa kann mit einem Seismometer Aufschlüsse über das Innere des Mars liefern. Bild: Imago

Etwas mehr als ein Jahr lang spürt die Insight-Mission auf unserem Nachbarplaneten bereits Erschütterungen nach. Nun gibt es ein erstes wissenschaftliches Fazit – und ein paar Überraschungen.

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          Als am 26. November 2018 die Insight-Mission der amerikanischen Raumfahrtbehörde Nasa auf dem Mars landete, war noch nicht abschließend klar gewesen, ob die mit vielen europäischen Instrumenten ausgestattete Sonde ihr Missionsziel tatsächlich würde erreichen können. Denn um mit Hilfe eines Seismometers, eines Gerätes also zur Registrierung von Bodenerschütterungen, wie geplant das bislang weitgehend unbekannte Innere des Mars erforschen zu können, mussten die Wissenschaftler davon ausgehen, dass der Mars tatsächlich gelegentlich bebt. Dass dies der Fall ist, hatten bestimmte mit Satelliten beobachtete Oberflächenstrukturen, sogenannte Verwerfungen, zwar nahegelegt. Ob aus diesen Verschiebungen von Blöcken der Marskruste gegeneinander aber tatsächlich nach wie vor Marsbeben resultieren und wie diese aussehen würden, das konnte man zu dem Zeitpunkt nicht mit Sicherheit sagen.

          Sibylle Anderl

          Redakteurin im Feuilleton.

          Nachdem die Missionswissenschaftler nun die Daten der ersten zehn Monate auswerten konnten, besteht allerdings kein Zweifel mehr. „Wir haben zum ersten Mal gezeigt, dass der Mars ein seismisch aktiver Planet ist“, fasste der wissenschaftliche Leiter der Mission, Bruce Banerdt vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) des amerikanischen California Institute of Technology, am vergangenen Donnerstag bei einer telefonischen Pressekonferenz das wohl wichtigste bisherige Zwischenergebnis zusammen. „Seine seismische Aktivität ist größer als die von den Apollo-Missionen gemessene Aktivität des Mondes, sie ist aber schwächer als die der Erde.“ Dieses Ergebnis sei für das Ziel der Erforschung des Mars-Inneren demnach überaus vielversprechend. Nun müsse man nur noch wie geplant weitere Daten sammeln.

          Das Seismometer des Insight-Landers wird von einem Wind- und Wärmeschild vor Störsignalen geschützt.

          In sechs verschiedenen Veröffentlichungen, die in den Zeitschriften „Nature Geoscience“ und „Nature Communications“ erschienen sind (Übersichtsartikel: doi 10.1038/sa41561-020-0544-y), tragen die Forscher der internationalen Kollaboration nun aber bereits zusammen, was sich aus dem ersten Drittel der im Laufe der gesamten Mission zu erwartenden Daten ableiten lässt. Dabei können sie nicht nur auf die Messwerte des Seismometers zurückgreifen. Zusätzlich ist der Lander mit verschiedenen Kameras, einem Instrument zur Messung des Magnetfeldes, einem Radiometer und Messgeräten für den Atmosphärendruck, die Temperatur und den Wind ausgestattet. Diese Experimente sollen zwar primär Umgebungsinformationen liefern, die für die korrekte Interpretation der Seismometerdaten benötigt werden. Die Resultate der Instrumente sind aber auch davon unabhängig von wissenschaftlichem Interesse.

          Bis zum 30. September 2019 konnten die Forscher 174 seismische Ereignisse registrieren. Diese lassen sich in zwei Gruppen einteilen. Der Großteil, rund 90 Prozent, sind schwache Beben hoher Frequenz, deren Ursprung bislang noch unklar ist, wenngleich sie sich in der Tiefe der Marskruste auszubreiten scheinen. Auf der Erde wären Beben dieser Art größtenteils nicht messbar, da sie im seismischen Rauschen – irdischen Störsignalen also – untergehen würden. Die restlichen 24 registrierten Marsbeben bei niedriger Frequenz waren dagegen stärker und stammten aus größerer Tiefe. Die spektralen Signaturen dieser Beben ähneln denjenigen, die wir von Erde und Mond kennen.

          Unterirdische Magmakammern?

          Auf der Grundlage theoretischer Modelle konnten zwei der stärksten Signale genutzt werden, um ihren Ursprungsort einzugrenzen. Demnach scheinen diese beiden Marsbeben aus der Nähe der Cerberus Fossae zu stammen, eines Gebiets, das Anzeichen vulkanischer Aktivität in der geologisch jüngeren Vergangenheit vor rund zehn Millionen Jahren zeigt. „Es könnte also sein, dass es unterirdische Magmakammern gibt, die abkühlen, sich daraufhin zusammenziehen und zu Deformationen der äußeren Marsschichten führen“, spekulierte Suzanne Smrekar vom JPL am Donnerstag. Dies sei beim derzeitigen Informationsstand aber nicht mehr als eine bloße Hypothese. Bruce Banerdt ergänzte, dass ganz grundsätzlich das langfristige Abkühlen des Mars seiner seismischen Aktivität zugrunde liege. Daraufhin komme es zu einer Kontraktion und zu starken Spannungen in den äußeren Schichten des Planeten. Es seien solche Verformungen der Kruste, die gemeint seien, wenn von Tektonik auf dem Mars die Rede sei – nicht zu verwechseln mit der Plattentektonik, die wir von der Erde kennen.

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