Meteoriteneinschläge auf Mars gemessen

Schlägt ein Himmelskörper auf der Oberfläche eines Planeten ein, erschüttert dieser Aufprall den Boden des Planeten und es entsteht ein Krater. Nun ist es erstmals gelungen, diese beiden Effekte ein und desselben Einschlags auf einem fremden Planeten nachzuweisen. Mit ihren hochempfindlichen Messgeräten registrierte die Marssonde InSight die Beben gleich mehrerer Einschläge von Meteoriten. Die Krater der Einschläge ließen sich dann auf hochaufgelösten Aufnahmen des Mars Reconnaissance Orbiter wiederfinden, wie die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Nature Geoscience“ berichten.

Die gleichen Meteoriteneinschläge auf einem anderen Himmelskörper mittels verschiedener Daten zu identifizieren, ist eine besondere Herausforderung. Die Möglichkeit dazu besteht insbesondere bei Mond und Mars – den beiden am besten untersuchten Himmelskörpern im Sonnensystem. Diese sind allerdings von zahllosen Kratern übersäht, was eine Analyse erschwert. Um Meteoriteneinschläge dennoch auf verschiedene Weisen zuzuordnen, griffen Raphaël Garcia von der Universität Toulouse und seine Kollegen nun auf zwei Marssonden der NASA zurück.

Der Lander InSight detektiert Einschläge von Meteoriten, indem er mit einem sogenannten Seismometer Erschütterungen des Marsbodens misst. Währenddessen spüren Drucksensoren atmosphärische Schwingungen auf – beides weist auf eingeschlagene Meteoriten hin. Im Zeitraum zwischen Mai 2020 und September 2021 hat InSight gleich vier solcher Ereignisse aufgezeichnet. Deren Ursprung, so die Forscher, waren nicht etwa Marsbeben, sondern rührten offensichtlich von Treffern aus dem All her.

Anschließend verglichen die Wissenschaftler, wann die seismischen Wellen im Untergrund und die atmosphärischen Druckwellen an den Messgeräten angekommen waren. Kommen beide innerhalb eines kurzen Zeitfensters an, liegt ein Meteoritentreffer nahe. Dabei ist zu berücksichtigen, dass akustische Signale in der dünnen Marsatmosphäre und seismische Wellen im Gestein sich unterschiedlich schnell ausbreiten. Teilweise waren die Meteoriten auch schon in der Luft explodiert. Anhand der Richtung und Laufzeitunterschiede der Signale ermittelten die Forscher dann die ungefähren Auftreffpunkte der Meteoriten: Diese lagen rund 80 bis knapp 300 Kilometern vom Lander entfernt.

Mars Reconnaissance Orbiter

Diese Daten gaben die Forscher weiter an die Experten vom Mars Reconnaissance Orbiter – eine Raumsonde, die bereits seit 2006 den Roten Planeten umkreist und mit ihrer hochauflösenden Kamera seitdem Bilder von der Oberfläche des Roten Planeten schießt. Auf diesen Aufnahmen ließen sich tatsächlich die Krater identifizieren, die die vier Meteoriten geschlagen hatten: Die Krater hatten Durchmesser von rund vier bis zwölf Metern und die Meteoriten wogen beim Einschlag schätzungsweise zwischen 10 und 40 Kilogramm. Für den schwersten Meteoriten ließ sich außerdem bestimmen, dass er vor dem Eintritt in die Marsatmosphäre wohl knapp 200 Kilogramm schwer war. Durch die Reibung heizte er sich allerdings stark auf und explodierte schließlich, woraufhin sich ein Großteil des Gesteins über eine Fläche von mehreren Quadratkilometern verteilte.

Für die Marsforschung geben solche Meteoritentreffer wichtige Einblicke. Da die ausgelösten Beben durch unterschiedliches Gestein in der Marskruste laufen, lässt sich etwa aus den seismischen Messungen mehr über das Innere des Mars – insbesondere über die Struktur der Marskruste – erfahren.