Von Ashley Strickland / CNN
Es ist nicht nur die Erde, die in diesen Tagen bebt.
Eine NASA–Mission auf dem Mars hat Hinweise auf seismische Aktivität aufgezeichnet, darunter 174 seismische Ereignisse auf dem Mars – und 20 Ereignisse mit einer Stärke von drei oder vier.
Marsquakes jemand?
Beweise für seismische Aktivität auf dem Mars, die das NASA-Team überraschten, sind Teil einer Reihe von sechs Studien, die am Montag in den Fachzeitschriften Nature Geoscience und Nature Communications veröffentlicht wurden und diese ersten 10 Monate erfassten.
Seit seiner Landung auf dem Mars im November 2018 führte der InSight-Lander der NASA eine umfangreiche ärztliche Untersuchung auf dem roten Planeten durch und enthüllte einige Ergebnisse, die das Wissenschaftsteam von InSight überraschten.
Während die Instrumente an Bord von InSight darauf ausgelegt waren, Daten im Wert von zwei Jahren zu erfassen, lieferte das Seismometer, das Marsbeben misst, diese faszinierenden Daten über den Mars in viel kürzerer Zeit.
„Wir nutzen die Geophysik, um das tiefe Innere des Mars zu erforschen. Zum ersten Mal haben wir festgestellt, dass der Mars ein seismisch aktiver Planet ist „, sagte Bruce Banerdt, Principal Investigator von InSight. „Diese Aktivität ist größer als die des Mondes, aber weniger als auf der Erde.“
Um es klar zu sagen, ein Marsbeben der Stärke vier fühlt sich nicht so an wie auf der Erde, weil die Ereignisse auf dem Mars tiefer unter der Oberfläche stattfinden als auf der Erde.
Wenn Sie direkt über der Stelle standen, als ein Marsbeben passierte, könnten Sie eine Bewegung spüren, aber es würde keinen Schaden anrichten, sagte Suzanne Smrekar, stellvertretende Leiterin von InSight.
Dennoch war die Bestätigung, dass der Mars seismisch aktiv ist, ein großer Nervenkitzel für Insights Team.
„Wir haben diese Mission in den letzten zehn Jahren geplant, es war also ein langer Weg, um diese Ergebnisse zu erzielen“, sagte Bruce Banerdt, Principal Investigator von InSight.
Der Mars hat im Gegensatz zur Erde keine tektonischen Platten, daher treten seine Beben durch langfristige Abkühlung des Planeten und andere Prozesse auf, sagen Wissenschaftler. Die spröden äußeren Schichten der Kruste auf dem Mars müssen brechen, um sich an der Oberfläche zu halten.
Und der Mars ist keine perfekte Kugel, daher verursachen die Kontraktionen der Kruste in einigen Gebieten mehr Stress und Beben als in anderen, sagte Smrekar.
Eine Analyse der seismischen Wellen, die von InSight entdeckt wurden, ergab, dass der obere Teil der Marskruste, die obersten sechs Meilen von der Oberfläche entfernt, „ziemlich aufgebrochen“ ist.“ Es ist ein weiterer Beweis für die Erdbebenaktivität und das Brechen des Planeten.
„Dies ist die erste Mission, die sich auf direkte geophysikalische Messungen eines anderen Planeten als der Erde konzentriert, und sie hat uns unser erstes wirkliches Verständnis der inneren Struktur und der geologischen Prozesse des Mars gegeben“, sagte Nicholas Schmerr, Assistenzprofessor für Geologie an der University of Maryland und Mitautor der Seismizitätsstudie. „Diese Daten helfen uns zu verstehen, wie der Planet funktioniert, seine Seismizitätsrate, wie aktiv er ist und wo er aktiv ist.“
Dies ist nur der Anfang der Daten und Geheimnisse, die InSight über den Mars enthüllen kann, sagten die Wissenschaftler.
Seit Beginn der Mission hat InSight 450 Marsbeben in seinem Katalog registriert, die aus der ganzen Welt stammen und wahrscheinlich auf verschiedene Ursachen wie Erdrutsche zurückzuführen sind.
Seit Beginn der Mission habe es eine Zunahme kleiner, niederfrequenter Marsbeben gegeben, sagte Banerdt. Aber sie haben noch keine großen Marsbeben aufgezeichnet, was ein Ziel der Mission ist.
Es gibt kein Muster für die Beben, aber die Zunahme kleiner Beben lässt sie sich fragen, ob sie mit der Marsumlaufbahn oder Jahreszeiten, atmosphärischen Veränderungen oder anderen unbekannten Faktoren und Phänomenen zusammenhängen. Im Moment bleiben sie seltsam und mysteriös.
Die InSight-Teammitglieder hoffen auch in Zukunft auf große Beben.
Zwei weitere InSight-Untersuchungen, darunter die Wärmesonde, die die Innentemperatur des Mars misst, und das Rotations- und Innenstrukturexperiment, das den Kern des Mars untersucht, werden im weiteren Verlauf der Mission weitere Daten liefern.
Ein faszinierender Landeplatz
Ursprünglich von NASA-Wissenschaftlern als flacher Parkplatz angesehen, ist der Landeplatz von InSight entlang des Marsäquators interessanter als bisher angenommen, basierend auf zehn Monaten Studium.
InSight landete in einem Einschlagkrater in Elysium Planitia. Die Oberfläche ist glatt und sandig mit einigen Felsen übersät. Die Ebenen von Elysium Planitia, die sich entlang des Marsäquators befinden, liegen zwischen Hochland im Süden und Westen und Vulkanen im Norden und Osten.
Überraschenderweise entdeckten die Wissenschaftler, dass es die Cerberus Fossae-Bruchlinien waren, die die bisher jüngsten geologisch und vulkanisch aktiven Gebiete auf dem Mars enthüllten. Die Region liegt 994 Meilen östlich und zeigt auch Hinweise auf Kanäle, die einst vulkanischen Fluss und flüssiges Wasser trugen.
Die Daten bedeuteten, dass vulkanische Strömungen in der Region innerhalb der letzten zehn Millionen Jahre auftraten. Auch aus diesem Gebiet registrieren sich Beben.
„Wenn Sie das Wärmemodell des Mars nehmen, würden Sie einen solchen jüngsten Vulkanismus nicht erwarten“, sagte Smrekar. „Wir würden nicht erwarten, dass es innen heiß genug ist, um Magma zu produzieren. Dies besagt, dass es auf dem Mars eine gewisse Variabilität in der Tiefe gibt und die Quelle an der Oberfläche nicht offensichtlich ist. Etwas erlaubt lokalisierte Taschen von Vulkanismus auftreten.“
Überraschende Magnetfelder
Frühere Missionen, die den Mars umkreisen, haben gezeigt, dass der Planet kein globales Magnetfeld mehr wie die Erde hat, aber Wissenschaftler wissen, dass es in der alten Vergangenheit so war.
Das schützende Magnetfeld des Planeten verschwand vor etwa 4,2 Milliarden Jahren auf mysteriöse Weise, als sich der Mars abkühlte. Der Sonnenwind der Sonne entfernte dann die Marsatmosphäre und hinterließ die dünne, die der Planet heute hat.
Das Magnetometer von InSight ist das erste Instrument seiner Art auf der Marsoberfläche und hat unerwartet festgestellt, dass an der Oberfläche des Landeplatzes stetige, lokalisierte Magnetfelder auftreten, die 10-mal stärker sind als vorhergesagt.
Diese Felder stammen von magnetisierten Vulkangesteinen unter Elysium Planitia, die sich gebildet haben, als der Mars ein globales Magnetfeld hatte. Diese Magnetfeldteilchen wurden beim Abkühlen in den Gesteinen eingeschlossen und umgarnten die Magnetisierung im Inneren.
Da sich der Untergrund des Mars nicht wieder erwärmt hat, um diese Magnetisierung freizusetzen, blieben die Gesteine seitdem gleich, sagte Catherine Johnson, die Magnetometer-Co-Investigatorin.
„Die Bodendaten geben uns ein viel empfindlicheres Bild der Magnetisierung über kleinere Bereiche und woher sie kommt“, sagte Johnson. „Die Daten zeigten nicht nur, dass das Magnetfeld am Landeplatz zehnmal stärker war als von den Satelliten erwartet, sondern deuteten auch an, dass es aus nahe gelegenen Quellen stammte.“
Eine einzigartige Wetterstation
InSight hat auch eine Wetterstation, die gleichzeitig Druck, Temperatur und Wind aufzeichnet; es ist anders als jede meterologische Suite, die jemals auf dem Mars verwendet wurde. Zu verstehen, wie sich die Atmosphäre an der Marsoberfläche verhält, ist der Schlüssel zum Verständnis des Mars und seiner alten Vergangenheit.
In Kombination mit dem Magnetometer konnten die Wissenschaftler 10.000 Druckwirbel nachweisen, die sich durch den Landeplatz bewegten. Sie glauben, dass die Wirbel die ikonischen Mars-Staubteufel sein könnten, die Staubsäulen entlang der Oberfläche aufwirbeln, sagte Philippe Lognonne, Principal Investigator des Magnetometers.
Probleme mit der Wärmesonde
Leider geriet die Wärmesonde, die letztes Jahr eingesetzt wurde, sofort in Schwierigkeiten, als sie 35 Zentimeter unter der Oberfläche auf hartes, klumpenartiges Schmutzmaterial traf. Die Sonde soll 9 bis 16 Fuß unter die Oberfläche hämmern, um zu testen, wie sich die Innentemperatur des Mars ändert.
Aber die selbsthämmernde Sonde funktioniert nur, wenn es Reibung im Boden gibt, sonst springt sie an Ort und Stelle. Das Sondenteam wird eine andere Taktik ausprobieren und den Roboterarm des Landers verwenden, um die Sonde in der Hoffnung auf eine Fortsetzung der Untersuchung nach unten zu drücken, sagte Banerdt.
Obwohl sie mehr Daten als Schlussfolgerungen haben, verglichen die Wissenschaftler ihre ersten 10 Monate mit Geophysikern, die versuchten, die Erde in den frühen 1900er Jahren mit den besten Werkzeugen zu untersuchen, die sie hatten, um Plattentektonik und Erdbeben zu verstehen.
„Dies ist eine völlig neue Welt von Prozessen für uns, die lernen, wie man diese Signale kategorisiert“, sagte Banerdt. „Es ist immer noch eine sehr mysteriöse Situation und wir sind im wilden Westen, um zu verstehen, was los ist. Wir gehen davon aus, dass wir diese Daten innerhalb des nächsten Jahres verwenden können, um die tiefsten Strukturen des Mars zu untersuchen.“