Nach einem herausfordernden ersten Jahr auf dem Mars zeigt uns InSight, dass der Mars seismisch aktiv ist

Der InSight-Lander der NASA und des DLR ist seit über einem Jahr auf dem Mars. Die Mission stand vor großen Herausforderungen bei der Beschaffung ihrer HP3 (Paket für Wärmefluss und physikalische Eigenschaften) in den Untergrund, aber die anderen Instrumente des Raumfahrzeugs funktionieren wie vorgesehen. Jetzt haben Forscher sechs Artikel veröffentlicht, in denen einige der wissenschaftlichen Ergebnisse der Mission dargelegt sind.

Die Wikingerlander der NASA waren die ersten, die die Mars-Seismologie untersuchten. Beide Lander trugen ein Seismometer an die Oberfläche, waren jedoch nicht so ausgefeilt wie die von InSight. Separate Seismometer, die auf der Oberfläche des Planeten platziert werden konnten, waren zu massiv, benötigten zu viel Strom und nahmen auch zu viel Bandbreite in Anspruch. Daher wurden die Wikinger-Seismometer an den Landern angebracht und durch Wind und die Aktivität des Landers selbst negativ beeinflusst.

Das Seismometer von Viking 1 wurde nie ordnungsgemäß eingesetzt und lieferte keine verwendbaren Daten. Das Seismometer von Viking 2 wurde ordnungsgemäß eingesetzt und lieferte viele Daten, es wurden jedoch keine endgültigen Marsbeben festgestellt. Die Marswinde erschwerten die Erkennung.

Jetzt gibt uns InSight einen ersten Einblick in die Mars-Seismologie.

InSight wurde im Mai 2018 gestartet und landete am 26. November 2018 auf dem Mars. Sein vollständiger Name lautet Interior Exploration with Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport. Seine Mission ist es, das tiefe Innere des Mars zu untersuchen, indem der Wärmefluss, die seismische Aktivität und das Wackeln des Nordpols des Mars gemessen werden, wenn die Schwerkraft der Sonne auf den Planeten zieht.

Der Lander trägt drei primäre wissenschaftliche Instrumente:

  • SEIS, das seismische Experiment für die interne Struktur, misst Marsbeben und andere interne Aktivitäten.
  • Paket für Wärmefluss und physikalische Eigenschaften (HP3), der die Wärmeübertragung vom Inneren des Planeten auf seine Oberfläche misst.
  • RISE: das Rotations- und Innenstruktur-Experiment, bei dem das Wackeln des Planeten gemessen wird, das wiederum die Größe und Dichte des Mars-Kerns und -Mantels zeigt.

InSight verfügt außerdem über einen Laser-Retroreflektor, Wetterüberwachungsgeräte, einen Instrumenten-Einsatzarm und Kameras.

InSight hat Probleme, die HP zu bekommen3 Das Instrument, auch als „der Maulwurf“ bekannt, ist in der Lage, Messungen durchzuführen, und das Space Magazine hat diese Kämpfe und die laufenden Bemühungen, sie zu überwinden, behandelt. Aber selbst wenn der Maulwurf nicht viel beiträgt, hat der Lander eine solide Wissenschaft geliefert. Insgesamt wurden gerade sechs Artikel veröffentlicht, in denen diese Wissenschaft beschrieben wird. Fünf sind in der Zeitschrift Nature und einer in Nature Communications:

  • Die von InSight beobachtete Marsatmosphäre
  • Erste Ergebnisse der InSight-Mission auf dem Mars
  • Geologie des InSight-Landeplatzes auf dem Mars
  • Die Seismizität des Mars
  • InSight sucht hoch, um unten zu sehen
  • Einschränkungen der flachen elastischen und anelastischen Struktur des Mars aufgrund seismischer InSight-Daten

In „Die Seismizität des Mars“ malen der Hauptautor D. Giardini und seine Co-Autoren ein Bild des Mars als seismisch aktiven Planeten. InSight hat über 450 seismische Signale gemessen, viel mehr als erwartet, obwohl in den ersten 10 Monaten der Mission nur 174 festgestellt und in diesen Ergebnissen erfasst wurden. Die Beben sind im Vergleich zu Erdbeben relativ schwach.

Auf der Erde werden Beben dadurch verursacht, dass die tektonischen Platten gegeneinander schleifen. Der Mars hat keine tektonischen Platten, daher haben seine Beben eine andere Ursache. Der Planet kühlt ab und zieht sich gleichzeitig zusammen. Während der Kontraktion muss die Oberfläche brechen, was zu Erdbeben führt.

Die Daten enthalten zwei große Kategorien von Erdbeben. 150 von ihnen waren flache, relativ schwache Beben, die sich durch die Kruste ausbreiteten. 24 von ihnen waren mächtiger und tiefer. Sie entstanden an verschiedenen Orten in der Erdkruste. Sie waren jedoch alle schwächer als Erdbeben. Die stärksten von InSight entdeckten waren zwischen 3 und 4 auf der Richterskala. Ein Erdbeben muss mindestens 5,5 betragen, um Strukturen zu beschädigen.

Die Daten zeigen auch, dass während die Häufigkeit schwächerer Beben während des gesamten Zeitraums, in dem die Daten gesammelt wurden, gleich blieb, die Häufigkeit stärkerer Beben zunahm. Die Forscher haben keine Erklärung dafür, aber sie könnten mit saisonalen orbitalen und / oder thermischen Effekten zusammenhängen.

Als die Mission geplant war, gab es Bedenken, dass SEIS die Auswirkungen von Meteoriten messen würde, was die Daten komplizieren würde. Laut dem InSight-Team stammte die gesamte von SEIS festgestellte seismische Aktivität aus dem Inneren des Mars.

Das stärkste Beben, das InSight entdeckte, war ungefähr Stärke 4. Es war nicht stark genug, um unter die Kruste, tiefer in den Mantel und den Kern einzudringen. Laut Bruce Banerdt, Hauptforscher von InSight bei JPL, sind dies „die saftigsten Teile des Apfels“, wenn es darum geht, das Innere oder den Mars zu untersuchen. Wissenschaftler warten immer noch auf ein stärkeres Marsbeben, um sich so tief auszubreiten und ihnen mehr über das tiefere Innere des Planeten zu erzählen.

Einige der stärksten seismischen Aktivitäten konzentrierten sich auf die Region Cerberus Fossae. Dort entstanden die beiden stärksten Beben. Die Region Cerberus Fossae ist eine Reihe von meist parallelen Fehlern in der Marskruste in der Region Cerberus.

Cerberus Fossae-Fehler sind mit einer möglichen jüngsten vulkanischen Aktivität und einer möglichen jüngsten tektonischen Aktivität verbunden. Die Region zeigt auch aktuelle Boulder-Spuren, die auf seismische Aktivität hinweisen.

Cerberus Fossae enthält auch alte Wasserkanäle, die in jüngerer Zeit teilweise mit Lava gefüllt wurden, vielleicht noch vor 10 Millionen Jahren. Noch vor 2 Millionen Jahren brach die seismische Aktivität einige dieser Ströme.

"Es geht nur um das jüngste tektonische Merkmal auf dem Planeten", sagte der Planetengeologe Matt Golombek von JPL. "Die Tatsache, dass wir in dieser Region Anzeichen von Zittern sehen, ist keine Überraschung, aber es ist sehr cool."

„Über 44 Jahre seit dem ersten Versuch der Wikinger-Missionen27Das InSight SEIS-Instrument hat gezeigt, dass der Mars seismisch aktiv ist “, sagen die Autoren in ihrem Artikel. „In den ersten 207 Sols von Daten, die kontinuierlich auf dem Mars aufgezeichnet wurden, haben wir 174 Ereignisse festgestellt, die nicht durch lokale atmosphärische oder landerinduzierte Schwingungen erklärt werden können. Diese werden als Marsbeben interpretiert. “

Es gibt viel mehr Daten von InSight, insbesondere wenn der HP3 Instrument kann erfolgreich eingesetzt werden. Die Mission wird noch etwa ein Jahr dauern, und bis dahin wird das RISE-Instrument Daten im Wert von zwei Jahren haben. All diese Daten zusammen mit HP3 und das Seismometer wird ein noch klareres Bild des Inneren des Mars zeichnen.

Mehr:

  • Pressemitteilung: Ein Jahr überraschender Wissenschaft von der InSight Mars Mission der NASA
  • Forschungsbericht: Die Seismizität des Mars
  • Forschungsbericht: Erste Ergebnisse der InSight-Mission auf dem Mars
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