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Wellen zu Weihnachten Meteoriteneinschläge bringen Mars zum Beben

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Computergrafik des Meteoriteneinschlags vom 24. Dezember 2021 (S1094b) auf dem Mars und der Ausbreitung der Oberflächenwellen bis zum SEIS-Seismometer der "InSight"-Mission.

(Foto: IPGP / CNES / N. Starter/dpa)

Zwar konnten Forscherteams schon viel über das Innere des Planeten Mars herausfinden, aber zum Aufbau der Kruste gab es bisher fast keine Daten. Zwei Meteoriteneinschläge haben das geändert, einer davon kam wie ein Geschenk zu Weihnachten 2021. Wegen ihrer Stärke waren sie ein Glücksfall für die Forscher.

Am Heiligabend 2021 krachte es gewaltig auf dem Roten Planeten: Ein Meteorit schlug einen 150 Meter großen Krater in die Amazonis-Ebene auf dem Mars. Der Einschlag erzeugte ein Beben, das noch vom Seismometer des 3532 Kilometer entfernten US-amerikanischen Landers "InSight" registriert wurde. Der Einschlag und ein weiterer, etwas kleinerer am 18. September 2021 lieferten wertvolle Informationen über die Kruste des Planeten, wie ein internationales Forscherteam im Fachblatt "Science" berichtet.

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Wellenfeld-Simulation: Die erste Beobachtung von Oberflächenwellen auf dem Mars offenbart Details der Planetenkruste.

(Foto: ETH Zurich, Doyeon Kim, Martin van Driel, Christian Boehm/dpa)

"Es ist das erste Mal, dass wir seismische Oberflächenwellen auf einem anderen Himmelskörper nachweisen konnten", freut sich Doyeon Kim von der ETH Zürich, einer der beteiligten Wissenschaftler. "Nicht einmal auf dem Mond gelang mit den Detektoren der Apollo-Missionen ein solcher Nachweis." Tektonische Aktivitäten oder Einschläge lösen zwei Arten sich wellenförmig ausbreitender Erschütterungen aus: Raumwellen, die durch das Innere eines Planeten hindurch laufen, und Oberflächenwellen, die sich - der Name sagt es bereits - nahe an der Oberfläche, also in der Kruste, fortpflanzen.

Die im November 2018 gelandete "InSight"-Sonde hat bereits über 1300 solcher Marsbeben registriert - es handelte sich jedoch bislang ausschließlich um Raumwellen. Damit haben die Forscher viel über den inneren Aufbau des Roten Planeten gelernt und das ist auch die Hauptaufgabe der Mission. Die Ausbreitung der seismischen Wellen hat gezeigt, dass unser Nachbarplanet im Inneren ganz ähnlich aussieht wie die Erde. Nur zur Kruste gab es bislang lediglich die Messungen unmittelbar am Ort des "InSight"-Landers.

Einschläge waren Glücksfall für die Forscher

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Illustration des Mars-Inneren und der Einschläge.

(Foto: Dr Sheng Wang and Professor Hrvoje Tkalcic/ANU/dpa)

Die beiden Einschläge erwiesen sich nun aufgrund ihrer Stärke als Glücksfall für die Forscher. Aus der Form der registrierten Wellen folgerten die Forscher sofort, dass es sich nicht um gewöhnliche Marsbeben, sondern um Einschläge von Meteoriten handeln müsse. Aus der Kombination der Raum- und Oberflächenwellen konnte das "InSight"-Team ziemlich genau abschätzen, wo auf dem Mars die Einschläge stattgefunden haben mussten. Und dann begann die Suche auf den hochaufgelösten Bildern des "Mars Reconnaissance Orbiter" - die Sonde umkreist den Roten Planeten seit 2006 - nach frischen Kratern.

Die Forscher wurden tatsächlich fündig und entdeckten zwei Krater mit frischen Auswurfspuren in den vermuteten Regionen. Mit der genauen Lokalisierung der Einschläge konnte das Team dann aus den empfangenen Oberflächenwellen Rückschlüsse über die durchquerte Kruste ziehen. Und das Ergebnis war eine Überraschung für die Wissenschaftler: Im Großen und Ganzen scheint die Kruste über die gesamte Strecke von den Einschlagstellen bis zum "InSight"-Lander sehr einheitlich beschaffen zu sein. Die Forscher hatten eigentlich erhebliche Unterschiede zwischen den von Kratern übersäten Hochebenen der Südhalbkugel und den Tiefebenen der nördlichen Hemisphäre erwartet.

Hoffen auf weitere Einschläge

Bislang gibt es keine Erklärung dafür, warum Nord- und Südhalbkugel des Roten Planeten so verschieden sind. Aber die Messungen der Oberflächenwellen widersprechen bisherigen Modellen, nach denen die Kruste im Norden und im Süden aus unterschiedlichen Materialien besteht. Die Daten zeigen auch, dass die Kruste des Mars im Mittel dichter ist als am Landeplatz von "InSight". "Das bedeutet, die Kruste unter dem Lander ist wahrscheinlich nicht repräsentativ für die allgemeine Struktur der Marskruste", betont Kim.

Die Forscher hoffen nun auf weitere Einschläge, um mehr über die Kruste unseres Nachbarplaneten zu erfahren. Allerdings endet die Mission von "InSight" bereits in diesem Dezember, weil sich bis dahin so viel Staub auf den Solarzellen der Sonde abgelagert hat, dass nicht mehr genug Energie für den Betrieb der Messgeräte zur Verfügung steht. Die gesammelten Daten werden die Wissenschaftler jedoch noch über Jahre beschäftigen - und vielleicht weitere überraschende Erkenntnisse liefern.

Quelle: ntv.de, Rainer Kayser, dpa

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