Im November 2018 war die Sonde „InSight“ auf dem Roten Planeten gelandet und hatte bald darauf erste Daten über Marsbeben geliefert. Diese Beben machten sich nun Forscherinnen und Forscher zunutze: Die seismischen Wellen lassen ähnlich wie Röntgenstrahlen in das Innere des Planeten blicken.
Gleich drei Studien widmen sich dem Thema in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Science“. „Sie liefern wichtige Grenzwerte für die heutige Marsstruktur und sind äußerst wichtig, um die Bildung des Planeten vor Milliarden Jahren und seiner Entwicklung bis heute zu verstehen“, schreiben die Seismologinnen Sanne Cottaar und Paula Koelemeijer in einem “Science“-Begleitkommentar.
Kruste aus zwei oder drei Schichten
In einer Studie zeigt ein internationales Team um die Geologin Brigitte Knapmeyer-Endrun von der Universität zu Köln auf, wie die Kruste des Planeten beschaffen ist. Am Landeplatz von „InSight“ besteht sie laut Forschern wahrscheinlich aus zwei oder drei Lagen.
Die oberste Kruste sei dort etwa acht Kilometer dick. Darunter befinde sich eine weitere Schicht von rund 20 Kilometern. „Es wäre möglich, dass unter dieser Schicht schon der Mantel des Planeten beginnt. Das würde aber auf eine überraschend dünne Marskruste schließen lassen – auch im Vergleich mit der Erde“, erklärt Knapmeyer-Endrun. Die kontinentale Erdkruste ist im Schnitt 40 Kilometer dick.
Es sei aber auch möglich, dass sich unter der zweiten Schicht am Mars noch eine dritte befinde. In diesem Fall wäre die Kruste unter der Marssonde etwa 39 Kilometer dick. „Das würde auch besser zu bisher gesammelten Informationen zur Kruste passen“, so Knapmeyer-Endrun. Mit den seismologischen Daten und Informationen von Satelliten konnte das Forscherteam auch eine Karte der Krustenstärke für den ganzen Planeten anfertigen. Demnach variiere die Dicke der Marskruste zwischen 24 und 72 Kilometer.
Die Krustenmächtigkeit des Mars ist für die Forscherinnen und Forscher von besonderem Interesse, da sie sich zu einem frühen Entstehungszeitpunkt aus den Resten eines geschmolzenen Mantels gebildet hat. Die Daten zur heutigen Beschaffenheit könnten also auch Aufschluss darüber geben, wie sich der Mars entwickelt hat. Zudem würden sie dabei helfen zu entschlüsseln, warum etwa Mars, Erde und andere Planeten heute sehr unterschiedlich sind.
Kernradius beträgt 1.830 Kilometer
In einer anderen Studie untersuchten Forscherinnen und Forscher um Simon Stähler von der Universität von Zürich schwache seismische Signale, die von der Grenze zwischen dem Marsmantel und dem Marskern reflektiert wurden. Dabei fanden sie heraus, dass der Rote Planet einen großen flüssigen Metallkern hat, der einen Radius von 1.830 Kilometern aufweist.
Der Kern würde laut den Forschern ca. auf der Hälfte der Strecke von der Oberfläche bis zum Mittelpunkt des Planeten beginnen. Die Daten würden nahelegen, dass der Marsmantel nur aus einer Gesteinsschicht besteht – bei der Erde sind es zwei. Laut Stähler würden die gesammelten Informationen aufzeigen, dass der Kern des Roten Planeten eine geringere Dichte aufweise als bisher angenommen.
„Die direkten seismischen Beobachtungen am Mars sind ein großer Schritt vorwärts in der Erforschung planetarer seismischer Aktivitäten“, kommentieren die Seismologinnen Cottaar und Koelemeijer. „In den kommenden Jahren, wenn noch mehr Marsbeben gemessen werden, können dadurch weitere Geheimnisse um den Roten Planeten gelüftet werden.“