Zürcher Forschende blicken ins Innere des Mars

23. Juli 2021 09:45

Zürich - Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule und der Universität Zürich haben das Wissen über den Mars erweitert. In drei Studien, die am Freitag veröffentlicht wurden, liefern sie neue Erkenntnisse hinsichtlich seiner geologischen Beschaffenheit. Sie fussen auf der Analyse von Marsbeben.

Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) konnten erstmals ins Innere des Mars blicken. Gleich drei ihrer Studien wurden laut einer Medienmitteilung der Universität Zürich (UZH) am Freitag publiziert. Mithilfe seismischer Daten der NASA-Sonde InSight zeichneten sie Marsbeben auf. Durch die Analyse verschiedener seismischer Wellen, die bei Beben entstehen, konnten sie Rückschlüsse auf die verschiedenen Schichten des Planeten ziehen. Die Datenerfassungs- und Steuerelektronik des Seismometers dieser internationalen NASA-Mission wurde von Professor Domenico Giardini an der ETH entwickelt. Es beobachtet seit Anfang 2019 Marsbeben.

Die Daten werden über das Deep Space Network der NASA und zwei Zentren in den USA und Frankreich an den Marsbebendienst der ETH Zürich geschickt und dort unter Leitung von John Clinton vom Schweizerischen Erdbebendienst einer ersten Analyse unterzogen.

Unter anderem fanden die Schweizer Forschenden eine Erklärung dafür, dass es auf dem Mars keine Indizien für Plattentektonik gibt. Im Gegensatz zur Erde mit sieben Kontinentalplatten scheint der rote Planet aus einer einzigen Platte zu bestehen. Den Messungen zufolge hat die Marskruste eine Dicke von 25 bis 45 Kilometern. Darunter folgt der Mantel mit der Lithosphäre aus festem Gestein. Mit einer Tiefe von 400 bis 600 Kilometern ist sie ist viel dicker als die der Erde. Auf der Erde sind es nur maximal 250 Kilometer. „Die dicke Lithosphäre passt gut zu diesem Modell des Mars als ,One-Plate-Planet'“, so Amir Khan, Wissenschaftler am Institut für Geophysik der ETH und am Physik-Institut der Universität Zürich.

Erstmals gelang es den Forschenden mithilfe seismischer Wellen zudem, die Grösse des Marskerns abzuschätzen. Demnach beträgt der Kernradius rund 1840 Kilometer. Das entspricht etwa der Hälfte des Radius des Erdkerns. Damit ist der Marskern rund 200 Kilometer grösser als man vor 15 Jahren bei der Planung der InSight-Mission vermutet hatte. Die Zusammensetzung des Marsmantels ist „mineralogisch gesehen eine simplere Version des Erdmantels“, so Khan. Doch gebe es Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung. Das deute darauf hin, dass Mars und Erde aus verschiedenen Bausteinen geformt wurden.

Diskontinuitäten der Geschwindigkeit aufgezeichneter Bebenwellen lassen auf unterschiedliche chemische Zusammensetzungen des Gesteins und die Temperatur im Inneren des Planeten schliessen. Deshalb suchen die Forschenden nun nach weiteren solcher Diskontinuitäten tief im Mantel und nach einem inneren Kern, wie er in der Erde existiert. Laut Kahn werden die neuen Erkenntnisse über das Marsinnere „helfen, mehr über die Entstehung und Entwicklung des Planeten zu erfahren“. mm

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