Jüngste Ergebnisse der InSight-Mission zeigen, dass der Mars jedes Jahr 280 bis 360 bedeutende Meteoriteneinschläge erfährt, was weit über früheren Schätzungen basierend auf Satellitenbildern liegt. Dieser seismische Ansatz bietet eine neue Möglichkeit, Mars- und Planetenoberflächen zu datieren. Bildnachweis: NASA/JPL – Caltech
Seismische Signale deuten darauf hin Mars wird jedes Jahr von etwa 300 Basketball-großen Meteoriten getroffen und stellt ein neues Instrument zur Datierung von Planetenoberflächen dar.
Die beteiligten Wissenschaftler NASADie InSight-Mission ergab, dass der Mars weitaus mehr Meteoriteneinschlägen ausgesetzt ist als bisher angenommen, wobei die jährlichen Raten zwischen 280 und 360 erheblichen Einschlägen liegen. Dieses neue Verständnis basiert auf seismischen Daten, die mit dem Seismometer von InSight erfasst wurden und auf eine effizientere Methode zur Datierung von Planetenoberflächen im gesamten Sonnensystem schließen lassen.
Die neue Forschung, geleitet von Wissenschaftlern aus Imperial College London und die ETH Zürich haben im Rahmen der NASA-Mission InSight Aufschluss über die Häufigkeit von „Erdbeben“ gegeben, die durch Meteoriteneinschläge auf dem Mars verursacht werden.
Forscher haben herausgefunden, dass der Mars jedes Jahr etwa 280 bis 360 Meteoriteneinschläge erfährt, die Krater mit einem Durchmesser von mehr als acht Metern erzeugen und die Oberfläche des Roten Planeten erschüttern.
Die Häufigkeit dieser Erdbeben, die vom „Seismometer“ von InSight – einem Instrument, das kleinste Bewegungen des Bodens messen kann – erfasst wird, übertrifft frühere Schätzungen, die auf Satellitenbildern der Marsoberfläche basieren.
Diese Krater entstanden durch einen Meteoriteneinschlag auf dem Mars am 5. September 2021, der erste, der von NASA InSight entdeckt wurde. Dieses vom Mars Reconnaissance Orbiter der NASA aufgenommene farbverstärkte Bild hebt Staub und Boden, die durch den Einschlag aufgewirbelt wurden, in Blau hervor, um Details für das menschliche Auge besser sichtbar zu machen. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona
Seismische Daten und Planetendatierung
Forscher sagen, dass diese seismischen Daten eine bessere und direktere Möglichkeit zur Messung der Meteoriteneinschlagsraten bieten und Wissenschaftlern dabei helfen könnten, Planetenoberflächen im Sonnensystem genauer zu datieren.
Die Co-Erstautorin der Studie, Dr. Natalia Wojcicka, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Department of Earth Sciences and Engineering am Imperial College London, sagte: „Wir nutzen seismische Daten, um besser zu verstehen, wie oft Meteoriten auf den Mars einschlagen und wie diese Einschläge seine Oberfläche verändern.“ kann mit der Rekonstruktion der Marsoberfläche beginnen. zusammen eine Zeitleiste der geologischen Geschichte und Entwicklung des Roten Planeten.
„Wir könnten es uns als eine Art ‚kosmische Uhr‘ vorstellen, die uns helfen würde, Marsoberflächen und später vielleicht auch andere Planeten im Sonnensystem zu datieren. »
Die Studie wird heute (28. Juni) in der Zeitschrift veröffentlicht Natürliche Astronomie.
Collage mit drei Meteoriteneinschlägen, die zuerst vom Seismometer des InSight-Landers der NASA entdeckt und dann vom Mars Reconnaissance Orbiter der Agentur mit seiner HiRISE-Kamera erfasst wurden. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona
Einschlagskrater als kosmische Uhren
Seit Jahren nutzen Wissenschaftler die Anzahl der Krater auf dem Mars und den Oberflächen anderer Planeten als „kosmische Uhren“, um das Alter der Planeten abzuschätzen – wobei ältere Planetenoberflächen mit mehr Kratern übersät sind als ältere jüngere.
Um das Planetenalter auf diese Weise zu berechnen, verwendeten Wissenschaftler traditionell Modelle, die auf Mondkratern basieren, um die Häufigkeit von Meteoriteneinschlägen unterschiedlicher Größe im Laufe der Zeit vorherzusagen. Um diese Modelle auf den Mars anzuwenden, müssen sie an die Art und Weise angepasst werden, wie die Atmosphäre kleinere Impaktoren daran hindern könnte, die Oberfläche zu treffen, sowie an die unterschiedliche Größe und Position des Mars im Sonnensystem.
Bei kleinen Kratern mit einer Breite von weniger als 60 Metern konnten Marsforscher auch anhand von Satellitenbildern beobachten, wie oft neue Krater entstehen – allerdings ist die Zahl der dabei entdeckten Krater weitaus geringer als erwartet.
Künstlerische Darstellung des InSight-Landers im Einsatz auf der Marsoberfläche. InSight, die Abkürzung für Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport, ist ein Lander, der den Mars zum ersten Mal seit seiner Entstehung vor 4,5 Milliarden Jahren gründlich untersuchen soll. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
Informationen vom InSight-Seismometer
Diese neue Studie, Teil der InSight-Mission zum Verständnis der seismischen Aktivität und der inneren Struktur des Mars, ermöglichte es Forschern, ein bisher unbekanntes Muster seismischer Signale zu identifizieren, wie sie beispielsweise durch Meteoriteneinschläge erzeugt werden. Diese Signale zeichnen sich durch einen im Vergleich zu herkömmlichen seismischen Signalen ungewöhnlich höheren Anteil hochfrequenter Wellen sowie durch andere Merkmale aus und werden als „sehr hochfrequente“ Mars-Erdbeben bezeichnet.
Die Forscher fanden heraus, dass die Rate der Meteoriteneinschläge höher war als erwartet, indem sie frisch gebildete Krater untersuchten, die auf Satellitenbildern erfasst wurden und mit Daten übereinstimmten, die von Kratern auf der Mondoberfläche extrapoliert wurden.
Dies verdeutlichte die Grenzen früherer Modelle und Schätzungen sowie die Notwendigkeit besserer Modelle, um die Kraterbildung und Meteoriteneinschläge auf dem Mars zu verstehen.
Die Macht seismischer Daten in der Planetenwissenschaft
Um dieses Problem zu lösen, nutzte das Wissenschaftlerteam den InSight-Lander der NASA und sein hochempfindliches Seismometer SEIS, um seismische Ereignisse aufzuzeichnen, die möglicherweise durch Meteoriteneinschläge verursacht wurden.
SEIS entdeckte charakteristische seismische Signaturen dieser sehr hochfrequenten Erdbeben, die nach Ansicht der Forscher auf Meteoriteneinschläge hinweisen und sich von anderen seismischen Aktivitäten unterscheiden.
Mit dieser neuen Methode zur Erkennung von Einschlägen entdeckten die Forscher viel mehr Einschlagereignisse als auf Satellitenbildern vorhergesagt, insbesondere bei kleinen Einschlägen, die Krater mit einem Durchmesser von nur wenigen Metern erzeugen.
Professor Gareth Collins, Mitautor der Studie und Mitglied der Abteilung für Geowissenschaften und Ingenieurwissenschaften am Imperial College London, sagte: „Das SEIS-Instrument hat sich bei der Erkennung der Auswirkungen als unglaublich effektiv erwiesen. Es scheint effektiver zu sein, auf Auswirkungen zu achten, als sie zu erforschen, wenn wir verstehen wollen, wie oft sie auftreten. »
Unser Verständnis des Sonnensystems verbessern
Forscher glauben, dass der Einsatz kleinerer, erschwinglicherer Seismometer auf zukünftigen Landegeräten unser Verständnis der Einschlagsraten und der inneren Struktur des Mars verbessern könnte. Diese Instrumente würden Forschern helfen, mehr seismische Signale zu erkennen und einen umfassenderen Datensatz zum Verständnis von Meteoriteneinschlägen auf dem Mars und anderen Planeten sowie deren inneren Strukturen bereitzustellen.
Dr. Wojcicka sagte: „Um die innere Struktur von Planeten zu verstehen, nutzen wir die Seismologie. Dies liegt daran, dass sich seismische Wellen verändern, wenn sie Materialien in der Kruste, im Mantel und im Kern von Planeten durchdringen oder von ihnen reflektiert werden. Durch die Untersuchung dieser Veränderungen können Seismologen bestimmen, woraus diese Schichten bestehen und wie tief sie sind.
„Auf der Erde ist es einfacher, die innere Struktur unseres Planeten zu verstehen, indem man Daten von Seismometern beobachtet, die rund um den Globus verteilt sind. Auf dem Mars gab es jedoch nur eines: SEIS. Um die innere Struktur des Mars besser zu verstehen, brauchen wir mehr Seismometer, die über den gesamten Planeten verteilt sind. »
Sowie neue Forschungsergebnisse veröffentlicht in Natürliche AstronomieDas Team ist auch an einer anderen Studie beteiligt, die in veröffentlicht wurde Wissenschaftliche Fortschritte Jetzt haben Forscher von InSight aufgezeichnete Bilder und atmosphärische Signale verwendet, um die Häufigkeit von Einschlägen auf dem Mars abzuschätzen. Obwohl beide Studien unterschiedliche Methoden verwendeten, kamen sie zu ähnlichen Schlussfolgerungen und untermauerten damit die Gesamtergebnisse.
