Zum ersten Mal sind seismische Oberflächenwellen auf einem anderen Planeten als der Erde beobachtet worden: Dadurch gewannen Forscherinnen und Forscher der ETH Zürich überraschende Erkenntnisse über die Struktur der Marskruste.

Seit 2018 waren auf dem Mars vom Seismometer der Insight-Mission zwar über 1300 Beben registriert worden, doch diese waren vergleichsweise schwach oder hatten sich tief im Inneren des Planeten ereignet. Sie gaben deshalb nur Informationen über den Kern und den Mantel des Mars preis, sagten aber wenig über dessen Kruste aus, wie die Hochschule am Donnerstag mitteilte.

Dank zwei Meteoriteneinschlägen auf dem Mars konnten die Forschenden nun erstmals auch Raumwellen auswerten, die sich entlang der Oberfläche des Planeten ausbreiteten. Dabei zeigte sich, dass die Kruste wohl anders aufgebaut ist als gedacht.

Überraschend einheitliche Struktur

Bislang stand einzig eine Punktmessung unter dem Insight-Lander zur Verfügung, wie Doyeon Kim, Oberassistent am ETH-Institut für Geophysik, in einer in der Zeitschrift «Science» veröffentlichten Studie schreibt. Dabei wurden drei Schichten der Kruste nachgewiesen.

Die nun erstmals ausgewerteten Oberflächenwellen zeichnen ein anderes Bild, wie Kim weiter schreibt. Die Marskruste zwischen den Einschlagsorten der Meteoriten und dem Seismometer, die rund 3500 beziehungsweise 7500 Kilometer voneinander entfernt lagen, hat im Durchschnitt eine sehr einheitliche Struktur. Zudem ist deren Dichte höher als bei der Punktmessung.

Weshalb die durchschnittliche Geschwindigkeit der nun beobachteten Oberflächenwellen beträchtlich höher liegt, als dies die frühere Punktmessung unter der Marssonde erwarten liess, können die ETH-Forschenden noch nicht abschliessend beantworten.

Denkbar ist beispielsweise, dass die Krustenstruktur direkt unter der Sonde untypisch für den Mars ist: Sie könnte auf einzigartige Art entstanden sein, beispielsweise durch einen Meteoriteneinschlag.

Eis in der Nähe des Äquators gefunden

Der 150 Meter grosse und etwa 21 Meter tiefe Krater lag laut Forschungsteam nahe am Äquator des Mars. Dabei habe der Einschlag auch Eisbrocken freigelegt. Die Wissenschaftler gehen deshalb davon aus, dass der Meteorit eine Eisschicht offenlegte, die bislang von der Marsoberfläche verdeckt war.

Überrascht von den Aufnahmen des Eises zeigte sich Ingrid Daubar von der US-Universität Brown University, welche die wissenschaftliche Arbeitsgruppe für Einschläge bei Insight leitet. «Dies ist der wärmste Ort auf dem Mars, der am nächsten am Äquator liegt, wo wir jemals Eis gefunden haben», sagte sie auf einer Pressekonferenz.

Für künftige bemannte Marsmissionen könnte diese Äquatornähe des unterirdischen Eises ein grosser Vorteil sein – denn es könnte der menschlichen Nutzung dienen.

«Wir wollen die Astronauten so nahe wie möglich am Äquator landen lassen», sagte Lori Glaze, Chefin der Nasa-Abteilung für Planetenforschung. Dies sei wichtig, um die dort herrschenden wärmeren Temperaturen auszunützen. «Dieses Eis könnte in Wasser, Sauerstoff oder Wasserstoff umgewandelt werden.»

Weitere Ergebnisse werden erwartet

Die Forschenden erwarten bald weitere Ergebnisse. Denn im Mai 2022 beobachtete die Sonde das bisher grösste Marsbeben mit einer Magnitude von 5. Dabei wurden ebenfalls Oberflächenwellen aufgezeichnet, wie es in der ETH-Mitteilung heisst.

Dieses Beben kam gerade noch rechtzeitig, bevor die Insight-Mission der Nasa zu Ende geht – der Sonde geht allmählich der Strom aus. «Eine erste Analyse der Daten bestätigt die Erkenntnisse, welche die Forschenden aus den beiden Meteoriteneinschlägen gewonnen haben.»

SDA/AFP/sep

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