Die InSight-Mission der NASA hat endlich in den Mars geblickt. Die Erkenntnis: Die Kruste des Planeten könnte aus drei Schichten bestehen. Erstmals hat damit ein Team das Innere eines anderen Planeten als der Erde direkt untersucht. Die Daten sollen helfen zu enträtseln, wie sich der Mars im Lauf der Zeit gebildet und entwickelt hat.

Vor dieser Mission hatten Forscher nur die inneren Strukturen der Erde und des Mondes vermessen. »Vom Mars fehlten diese Informationen bisher«, sagte Brigitte Knapmeyer-Endrun, eine Seismologin an der Universität Köln, in einem aufgezeichneten Vortrag, der am 15. Dezember 2020 auf der virtuellen Tagung der American Geophysical Union abgespielt wurde. Sie lehnte ein Interview mit »Nature« ab, wies aber darauf hin, dass die Arbeit für eine Veröffentlichung in einer begutachteten Zeitschrift in Betracht gezogen wird.

»Jetzt haben wir genug Daten, um mit der Beantwortung einiger großer Fragen zu beginnen«
Bruce Banerdt, InSight-Missionsleiter

Es ist eine wichtige Erkenntnis für InSight, die im November 2018 auf dem Mars gelandet ist, um die innere Struktur des Planeten zu erforschen. Der InSight-Lander hockt in der Nähe des Marsäquators auf einer glatten Ebene, die als »Elysium Planitia« bekannt ist, und nutzt ein äußerst empfindliches Seismometer, um die geologische Energie zu hören, die durch den Planeten dröhnt. Bis jetzt habe die Mission mehr als 480 Marsbeben entdeckt, sagt Bruce Banerdt, der Leiter der Mission und Wissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornien. Der Mars ist seismisch weniger aktiv als die Erde, aber stärker als der Mond.

Wo Kern, Mantel und Kruste des Mars enden

Wie bei Erdbeben auf der Erde nutzen Seismologen Marsbeben, um die innere Struktur des Roten Planeten zu kartieren. Durch die Messung der Unterschiede in der Bewegung dieser Wellen können die Forscher berechnen, wo der Kern, der Mantel und die Kruste des Planeten beginnen und enden, und wie sie im Allgemeinen beschaffen sind. Diese grundlegenden geologischen Schichten verraten, wie der Planet vor Milliarden von Jahren bei der feurigen Geburt des Sonnensystems abgekühlt und geformt wurde. »Jetzt haben wir genug Daten, um mit der Beantwortung einiger dieser großen Fragen zu beginnen«, sagt Banerdt.

Die kontinentale Erdkruste ist in der Regel in Unterschichten aus verschiedenen Gesteinsarten unterteilt. Forscher hätten vermutet, aber nicht sicher gewusst, dass die Marskruste ebenfalls geschichtet ist, sagt Justin Filiberto, ein Planetengeologe am Lunar and Planetary Institute in Houston, Texas. Nun zeigen die Daten von InSight, dass sie entweder aus zwei oder drei Schichten besteht.

Eine dreischichtige Kruste würde am besten zu geochemischen Modellen und Studien von Marsmeteoriten passen, sagt Julia Semprich, eine Planetenforscherin an der Open University in Milton Keynes, Großbritannien.

Je nachdem, ob die Kruste tatsächlich zwei oder drei Schichten hat, ist sie entweder 20 oder 37 Kilometer dick, sagte Knapmeyer-Endrun in ihrem Vortrag. Diese Dicke variiert wahrscheinlich an verschiedenen Orten auf dem Planeten, dürfte aber im Durchschnitt nicht mehr als 70 Kilometer betragen, fügte sie hinzu. Auf der Erde variiert die Krustendicke von etwa 5 bis 10 Kilometern unter den Ozeanen bis zu etwa 40 bis 50 Kilometern unter den Kontinenten.

Der Maulwurf soll noch einmal graben

In den kommenden Monaten würden das InSight-Team über Messungen aus noch größere Tiefe berichten wollen, sagt Banerdt. Die Daten sollen Informationen über den Kern und den Mantel des Planeten offenbaren.

Marsbeben abzuhören ist nur ein Missionsziel. Auch hat InSight die Aufgabe, den Wärmefluss durch den Marsboden mit einer Sonde zu vermessen. Der »Maulwurf« sollte sich dafür tief in den Boden eingraben, hatte aber große Schwierigkeiten – einmal sprang er sogar ganz heraus. Schließlich aber habe er es geschafft, sich mehrere Zentimeter tief einzugraben, sagt Banerdt, und wird in den kommenden Wochen ein letztes Mal versuchen zu graben. Nun beginne das »Endspiel«, sagt er.