Erdbeben und Eisbrocken, Meteoriteneinschlag bieten Einblicke unter die Marsoberfläche DLR, 27. Oktober 2022 An Heiligabend 2021 zeichnete die #NASA #Mission #Insight mit dem SEIS-Seismometer Erschütterungen eines Meteoriteneinschlags auf dem Mars auf, die so stark waren wie ein Erdbeben der Stärke 4, das genau auf den 24. Dezember 2021 datiert werden konnte. Beide Forschungsteams tauschten Meinungen aus und kamen zu dem Schluss, dass die Quelle der seismischen Aktivität und der Ort des neuen Kraters übereinstimmen. Dies war das erste Mal, dass ein Meteoriteneinschlag auf einem anderen Planeten sowohl fotografisch als auch seismisch aufgezeichnet wurde. Überraschend war die große Menge Wassereis, die durch den Einschlag aus dem neuen Krater geschleudert wurde, offiziell S1094b genannt. Zwei Artikel, die heute in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurden, beschreiben das Ereignis und seine Auswirkungen. An den Analysen sind Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) beteiligt. Darüber hinaus wurde in Nature #Astronomy ein Artikel über Tektonik auf dem #Mars veröffentlicht, der die mit Insight in den letzten Jahren beobachteten Marsbeben als Ergebnis vergangener vulkanischer Aktivität in der Region Cerberus Fossae interpretiert. Der fotografische Nachweis hat den großen Vorteil, dass die genaue Richtung und Entfernung zum Epizentrum bekannt ist, die sonst mit einem einzigen Seismometer viel ungenauer geschätzt werden können. Dadurch lässt sich genauer berechnen, auf welchem Weg die seismischen Wellen den Mars durchquert haben und welche Eigenschaften die Gesteine entlang dieses Weges haben. Die Beobachtung von Meteoriteneinschlägen hilft, das Innere des Mars besser zu verstehen. Unterirdisches Eis in der Nähe des Äquators des Mars Brandneue Krater geben Einblick in Kraterprozesse und legen frische Materialien im Keller frei, die noch nicht durch Wind, Wetter und Sonneneinstrahlung verändert wurden. In diesem Fall wurden große Eisbrocken, die durch den Aufprall verstreut wurden, von der Farbkamera HIRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) des Mars Reconnaissance Orbiter der NASA erfasst, was das Forschungsteam zu der Annahme veranlasste, dass der Aufprall eine 10 bis 20 Meter tiefe Eisschicht erzeugte, die darunter freigelegt wurde . die Oberfläche. Von besonderem Interesse für zukünftige bemannte Marsmissionen ist, wo auf dem Mars unterirdisches Eis für den menschlichen Gebrauch zu finden sein könnte: Unterirdisches Wassereis wurde mehrmals in den nördlichen Ebenen beobachtet, aber noch nie so nahe am Marsäquator, wo es auf dem Mars am wärmsten ist. Zweiter Einschlag in seismischen Daten entdeckt Nach der Untersuchung des seismischen Signals des Aufpralls überprüfte das Forschungsteam auch ältere Daten, um nach ähnlichen Seismogrammen zu suchen. Tatsächlich fanden sie heraus, dass das Epizentrum eines Erdbebens am 18. September 2021 mit einem frischen Krater von mehr als 100 Metern Breite übereinstimmt. Auch diese Wirkung wird in der Studie beschrieben. „Es ist überraschend, einen frischen Krater dieser Größe zu finden“, sagt Ingrid Dubar von der Brown University in Providence, die die Impact Science Working Group von Insight leitet. “Dies ist ein aufregender Moment in der geologischen Geschichte des Mars, und wir hatten das Privileg, Zeuge davon zu sein.” Oberflächenwellen lassen Rückschlüsse auf die Struktur der Marskruste zu Das Erdbeben, das durch den gewaltigen Aufprall im Dezember 2021 verursacht wurde, war das erste, das von der Mission mit Oberflächenwellen beobachtet wurde – einer Art seismischer Welle, die sich entlang der Oberseite der Oberfläche der Erdkruste ausbreitet. Der zweite von zwei Artikeln, die heute in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurden, beschreibt, wie Wissenschaftler diese Wellen nutzten, um die Struktur der Marskruste zu untersuchen. „Die Analysen der beiden Aufprallereignisse zeigen, dass sich die kortikale Struktur auf dem jeweiligen Pfad zwischen dem Aufprall und der Insight-Plattform von der kortikalen Struktur am Landeplatz selbst unterscheidet“, erklärt Dr. Ana-Catalina Plesa vom #DLR Institut für Planetenforschung. „Höhere Ausbreitungsgeschwindigkeiten seismischer Wellen deuten im Durchschnitt auf eine andere Zusammensetzung der Kruste in diesen Regionen hin. Auch eine geringere Porosität der Kruste könnte eine Ursache sein. Beides würde wiederum auf eine höhere Krustendichte und lokale Schwankungen in der Dichte der Marskruste hinweisen, die wir zuvor noch nicht gesehen haben.” 30 km könnten ähnlich sein. „Weitere Analysen und der direkte Vergleich seismischer Wellen beider Einschlagsereignisse werden uns wichtige Hinweise auf die Entstehung und Entwicklung der ‚Mars-Dichotomie‘ geben, die die Aufteilung in nördliches Tiefland und südliches Hochland auf dem Mars beschreibt“, so Plesa weiter. lernen. Viele Marsbeben liefern Hinweise auf die Marstektonik In einer weiteren aktuellen Veröffentlichung in der Zeitschrift Nature Astronomy werden die in den letzten drei Jahren aufgezeichneten Erdbeben in einen geologischen Kontext gestellt: Die meisten dieser Erdbeben, für die ein Epizentrum berechnet werden konnte, ereigneten sich in der Region Cerberus Fossae, etwa 1500 Kilometer östlich der Position. von Insight Landern. Dies ist ein Gebiet mit relativ jungem Vulkanismus, wobei die letzten Eruptionen vor 50.000 bis 200.000 Jahren stattfanden. „Auffällig an Cerberus Fossae sind hunderte Kilometer lange, aber sehr schmale und tiefe Gräben, die sich wie Risse in aufgeblähtem Teig durch die Landschaft schneiden“, erklärt Seismologe Dr. Martin Knapmeyer vom DLR-Institut für Planetenforschung, der an dieser Studie beteiligt ist. „Diese Verwerfungen können entstehen, wenn sich vulkanische „Adern“ bilden, das heißt, wenn Magma aus größerer Tiefe in Risse in der oberen Kruste sickert, das gesamte Gebiet anschwillt und anhebt. Mit der Zeit verfestigt sich das Magma und zieht sich etwas zusammen. Einige der aufgezeichneten Erdbeben ereigneten sich an Orten in der Nähe des letzten Lavaausbruchs und einige auch unterhalb der sichtbaren Gräben. Das zeigt Seismogramme, die gut zur Abkühlung des Ganggesteins passen“, so Knapmeyer weiter. Eine andere „Familie“ von Mars hingegen zeigt eine ungewöhnlich langsame Bruchausbreitung, wie man sie aus vulkanischen Regionen der Erde wie der Eifel kennt. Diese langsame Ausbreitung des Bruchs hängt mit der Erwärmung des Gesteins durch das eindringende Magma zusammen – je heißer ein Gestein ist, desto langsamer breiten sich seismische Wellen aus. „Daten von SEIS zeigen, dass Cerberus Fossae ebenfalls vulkanischen Regionen ähnelt, die von der Erde bekannt sind, und dass der Vulkanismus dort möglicherweise nicht vollständig verschwunden ist, wie in der Eifel, sondern derzeit nur ruht“, betont Knapmeyer. Insight gewährt einen Einblick in das Innere des Mars Die Mars-Insight-Sonde wurde zum Mars geschickt, um das tiefe Innere des Planeten zu untersuchen – seine Kruste, seinen Mantel und seinen Kern – was den Wissenschaftlern Aufschluss über die Entstehung aller Gesteinsplaneten, einschließlich der Erde und des Mondes, geben kann. Seismische Wellen sind der Schlüssel zu diesem besseren Verständnis. Seit der Landung im November 2018 hat das SEIS-Experiment (Seismic Experiment for Interior Structure) auf Insight 1.318 Erschütterungen aufgezeichnet, darunter mehrere, die durch viel kleinere Meteoriteneinschläge verursacht wurden. Die meisten Erdbeben haben jedoch tektonische Ursachen, also Verschiebungen von angesammelten Gesteinen wie bei Erdbeben. Wie oft große Meteoriteneinschläge auftreten, ist nicht nur wegen der potenziellen Gefahr für zukünftige Astronauten von Interesse. Die Anzahl und Größe von Kratern auf anderen Planeten wird verwendet, um das Alter ihrer Oberflächen zu bestimmen. Diese statistische Auswertung beinhaltet die Häufigkeit von Einwirkungen, die umso genauer bestimmt werden kann, je mehr Einwirkungen zeitnah nach dem Ereignis entdeckt werden können. Schließlich ging es bei dem jüngsten Experiment der #DART-Mission darum, Einschläge wie die von S1094b auf der Erde zu verhindern. Die Insight-Mission wird vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornien, im Auftrag des Science Directorate der NASA durchgeführt. Insight ist eine Mission des NASA-Discovery-Programms. Mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie hat die DLR Raumfahrtagentur einen Beitrag des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung zum französischen Flaggschiff SEIS (Seismic Experiment for Internal Structure) gefördert. DLR-Forscher sind…