Seismische Daten zeigen, dass der Mars häufig von mächtigen Meteoriten getroffen wird, die den Planeten erschüttern

Der Mars wird von Erdbeben erschüttert, aber nicht alle davon werden durch Phänomene unterhalb der Oberfläche verursacht – viele ereignen sich als Folge von Meteoriteneinschlägen.

Jeden Tag stürzen Meteoriten auf die Marsoberfläche. Nach der Analyse der Daten des NASA-Rover InSight stellte ein internationales Forscherteam fest, dass sein SEIS-Seismometer sechs seismische Ereignisse in der Nähe entdeckte. Diese Ereignisse waren mit demselben atmosphärischen akustischen Signal verbunden, das Meteoriten erzeugen, wenn sie schnell durch die Marsatmosphäre fliegen. Weitere Untersuchungen haben ergeben, dass diese sechs Ereignisse in eine völlig neue Kategorie von Erdbeben fallen, die als Ereignisse mit sehr hoher Frequenz bekannt sind.

Die Einschläge, die Marsbeben auslösen, ereignen sich in Sekundenbruchteilen, viel weniger Zeit als die wenigen Sekunden, die tektonische Prozesse benötigen, um Beben ähnlicher Größe auszulösen. Dies sind einige wichtige seismische Daten, die uns geholfen haben, das Auftreten von Erdbeben zu verstehen, die durch Meteoriteneinschläge auf dem Mars verursacht werden. Dies ist auch das erste Mal, dass seismische Daten verwendet wurden, um zu bestimmen, wie häufig sich Einschlagskrater bilden.

„Obwohl ein Nicht-Einschlag-Ursprung nicht für jedes VF-Ereignis definitiv ausgeschlossen werden kann, zeigen wir, dass die VF-Klasse als Ganzes plausibel durch Meteoriteneinschläge verursacht wird“, sagten die Forscher in einer in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlichten Studie. Stady Kürzlich in Nature veröffentlicht.

Seismische Verschiebung

Wissenschaftler bestimmten die Einschlagsrate von Meteoriten auf dem Mars typischerweise, indem sie die Häufigkeit von Kratern auf seiner Oberfläche mit der erwarteten Einschlagsrate verglichen, die anhand der Anzahl der von Meteoriten hinterlassenen Mondkrater berechnet wurde. Anschließend wurden die Modelle der Mondkraterrate an die Bedingungen auf dem Mars angepasst.

Der Vergleich mit dem Mond war nicht ideal, da der Mars eher von Meteoriten getroffen wird. Der Rote Planet ist nicht nur ein riesiger Körper mit größerer Gravitationskraft, sondern befindet sich auch in der Nähe des Asteroidengürtels.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass Mondkrater oft besser erhalten sind als Marskrater, weil es… Nirgendwo im Sonnensystem Krater in Orbitalbildern sind oft teilweise von Staub bedeckt, was ihre Identifizierung erschwert. Sandstürme können die Sache noch komplizierter machen, indem sie Krater mit mehr Staub und Trümmern bedecken (was auf dem Mond aufgrund des fehlenden Windes nicht passieren kann).

Die Raumsonde InSight setzte nach der Landung ihr SEIS-Instrument ein Elysium planitia Zusätzlich zur Erkennung tektonischer Aktivitäten kann ein Seismograph die Aufprallrate anhand seismischer Daten bestimmen. Wenn Meteoriten auf dem Mars einschlagen, erzeugen sie seismische Wellen, genau wie tektonische Erdbeben auf dem Mars, und die Wellen können von Seismometern erfasst werden, wenn sie durch den Mantel und die Kruste wandern. Ein vom SEIS-Instrument erfasstes schweres Erdbeben wurde mit einem 150 Meter (492 Fuß) breiten Krater in Verbindung gebracht. Später entdeckte SEIS fünf weitere Erdbeben auf dem Mars, die alle mit einem akustischen Signal verbunden waren (das von einem anderen Sensor auf InSight erkannt wurde), das ein klares Zeichen für einen fallenden Meteoriten war.

Erhebliche Auswirkungen

Es gab noch etwas Bemerkenswertes an den sechs durch Einschläge ausgelösten Erdbeben auf dem Mars, die mithilfe seismischer Daten entdeckt wurden. Aufgrund der Geschwindigkeit der Meteoroiden (mehr als 3.000 Meter oder 9.842 Fuß pro Sekunde) ereigneten sich diese Ereignisse schneller als jede andere Art von Erdbeben auf dem Mars, sogar schneller als Erdbeben der Hochfrequenzkategorie (HF). Dadurch erhielt es seine eigene Klassifizierung: Erdbeben mit sehr hoher Frequenz, kurz VF. Als das InSight-Team die Kontextkamera (CTX) des Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) verwendete, um die Orte der von SEIS erfassten Ereignisse abzubilden, waren auf den Bildern neue Krater zu sehen.

Es gibt weitere seismische Ereignisse, die im Zusammenhang mit den Kratern noch nicht identifiziert wurden. Es wird angenommen, dass es sich um kleine Krater handelt, die von Meteoriten in der Größe von Basketbällen entstanden sind und auf Orbitalbildern des Mars Reconnaissance Orbiter äußerst schwer zu erkennen sind.

Die Forscher konnten SEIS-Daten verwenden, um Kraterdurchmesser basierend auf der Entfernung von InSight (je nachdem, wie lange seismische Wellen brauchten, um das Raumschiff zu erreichen) und der Stärke der damit verbundenen VF-Marsbeben abzuschätzen. Sie konnten auch die Häufigkeit der von SEIS erfassten Erdbeben ableiten. Nachdem sie eine Häufigkeitsschätzung basierend auf Daten über die gesamte Marsoberfläche angewendet hatten, schätzten sie, dass jedes Jahr etwa 280 bis 360 VF-Erdbeben auftreten.

„Es gibt starke Beweise dafür, dass eine einzigartige Klasse von Erdbeben mit Einschlägen einhergeht“, sagten sie in derselben Studie. Stady„Daher ist es sinnvoll, die Auswirkungen zu berücksichtigen, die sich daraus ergeben, dass alle sichtbaren Sichtungsereignisse Meteoriteneinschlägen zugeschrieben werden.“

Die Entdeckung dieser Krater hat die Schätzungen zur Zahl der Einschlagskrater auf dem Mars erweitert, da viele von ihnen zuvor vom Weltraum aus nicht gesehen werden konnten. Was können uns VF-Kollisionen sagen? Die Einschlagsrate auf einem Planeten oder Mond ist wichtig für die Bestimmung des Alters der Oberfläche dieses Körpers. Anhand von Kollisionen konnten wir feststellen, dass sich die Oberfläche der Venus ständig durch vulkanische Aktivität erneuert, während der Großteil der Marsoberfläche seit Milliarden von Jahren nicht mehr mit Lava bedeckt war.

Die Bestimmung der Geschwindigkeit, mit der Meteoriten auf die Erde einschlagen, könnte auch dazu beitragen, Raumschiffe und vielleicht eines Tages auch Mars-Astronauten vor potenziellen Gefahren zu schützen. Die Studie legt nahe, dass es Zeiträume gibt, in denen Kollisionen mehr oder weniger häufig sind, sodass sich möglicherweise vorhersagen lässt, wann der Himmel frei von herabfallenden Weltraumgesteinen sein wird – und wann nicht. Tatsächlich stellen Meteoriten keine große Gefahr für die Erde dar, da die meisten von ihnen in der Atmosphäre verglühen. Der Mars hat eine viel dünnere Atmosphäre, die es mehr Meteoriten ermöglicht, ihn zu durchdringen, und es gibt keine Abdeckung, die ihn vor Meteoritenschauern schützt.

Natürliche Astronomie, 2024. DOI: 10.1038/s41550-024-02301-z