Erste Ergebnisse der InSight-Mission

Rainer Kayser

Künstlerische Darstellung einer Raumsonde auf einer wüstenartigen Marsoberfläche

NASA

Am 26. November 2018 landete die US-amerikanische Raumsonde InSight auf dem Mars, um von dort einen Blick in das Innere des Roten Planeten zu werfen. Jetzt veröffentlichten mehrere an der Mission beteiligte Forschergruppen erste Messergebnisse in den Fachjournalen „Nature Geoscience“ und „Nature Communications“. Demnach ist unser Nachbarplanet seismologisch erstaunlich aktiv: Mehr als 170 Marsbeben registrierten die Sensoren von InSight. Zudem ist das Magnetfeld am Landeplatz deutlich stärker als erwartet – und in der Atmosphäre des Planeten ließen sich mit der Sonde zuvor unbekannte Phänomene beobachten.

An Bord von InSight befinden sich mehrere wissenschaftliche Experimente, darunter ein hochempfindliches Seismometer. Die Analyse seismischer Erschütterungen soll Informationen darüber liefern, wie sich Erdbebenwellen durch den Planeten ausbreiten. Denn das erlaubt Rückschlüsse auf den inneren Aufbau. Von der Inbetriebnahme kurz nach der Landung bis zum 30. September 2019 erfasste das Instrument insgesamt 174 Erschütterungen, von denen 24 eine Stärke zwischen 3 und 4 erreichten. Erdbeben dieser Stärke wären auf der Erde nur lokal zu spüren und verursachen kaum Schäden. Von zwei der stärkeren Marsbeben konnten die Wissenschaftler sogar den Ursprung lokalisieren: Die Quelle lag in der Region Cerberus Fossae. Hier befinden sich zwei knapp tausend Kilometer parallel verlaufende Gräben. Diese „Gräben des Kerberos“ sind extrem steilwandig, was auf ein geringes Alter hindeutet. Forscher vermuten bereits seit Langem, dass diese Region bis in die jüngste Vergangenheit vulkanisch und tektonisch aktiv war.

Das Seismometer zeichnete auch Signale auf, die nicht von Marsbeben stammen. Dieses sogenannte seismische Rauschen wird hauptsächlich durch atmosphärische Phänomene – wie etwa Wind  – erzeugt und fällt auf dem Roten Planeten etwa 500-mal geringer aus als auf der Erde. Die Wissenschaftler untersuchten, wie genau sich die Schwingungen des Rauschens und die seismischen Wellen der Beben in der Marskruste ausbreiten. Die Ergebnisse zeigen, dass die oberen acht bis elf Kilometer dieser Schicht sehr uneinheitlich und von zahlreichen Brüchen durchzogen sind. Im Lauf der Zeit war sie also offenbar zahlreichen Veränderungen unterworfen. Zudem schauten sich die Forscher an, wie die Amplitude der seismischen Wellen auf ihrem Weg durch die Marskruste abnahm. Demnach ist die Dämpfung der Wellen dreimal stärker als auf dem Mond, was auf einen gewissen Anteil an flüchtigen Stoffen – Gasen und Flüssigkeiten – in dieser Schicht schließen lasse.

Für eine Überraschung sorgten die Daten des Magnetometers an Bord von InSight: Am Landeplatz ist das Magnetfeld zehnmal stärker als auf der Basis von Messungen aus der Umlaufbahn erwartet. In einem Umkreis von 150 Kilometern um den Landeplatz müsse es tief in der Marskruste magnetisiertes Gestein geben, folgern die Wissenschaftler. Die entsprechende Gesteinsschicht sei vermutlich 3,9 Milliarden Jahre alt. Damals muss der Mars ein globales und ebenso starkes Magnetfeld besessen haben wie die Erde, während sich heute nur noch schwächere lokale Magnetfelder nachweisen lassen.

Neben dem Magnetometer dienen auch die Messinstrumente für atmosphärische Daten hautsächlich dazu, die seismologischen Analysen zu unterstützen: Sie sollen etwaige Störeffekte durch magnetische und atmosphärische Phänomene identifizieren und so dabei helfen, diese zu eliminieren. Doch auch die meteorologischen Messinstrumente deckten abseits ihrer eigentlichen Aufgabe zuvor unbekannte Phänomene auf. Sie registrieren Druck- und Dichteschwankungen, Infraschallwellen und Strömungswirbel in der Atmosphäre des Mars, die damit dynamischer ist als bislang gedacht.

Doch die beteiligten Forscher müssen auch eine Enttäuschung hinnehmen. Denn man hatte gehofft, mit dem Seismometer den Einschlag eines Meteoriten auf der Oberfläche des Roten Planeten aufzuzeichnen. Alle gemessenen Erschütterungen ließen sich allerdings auf tektonische Aktivität zurückführen. Da die Sonde noch für mindestens ein Jahr in Betrieb bleiben soll, haben die Teams die Hoffnung aber noch nicht aufgegeben. In jedem Fall dürften die sich in dieser Zeit ansammelnden Daten ein vollständiges Bild vom inneren Aufbau des Mars liefern.

Quelle: https://www.weltderphysik.de/gebiet/universum/news/2020/erste-ergebnisse-der-insight-mission/