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Kosmische Kollisionen: Marsbeben verraten frische Einschlagkrater

Ein lauter Knall, ein dumpfer Schlag - und fertig ist ein frischer Krater. Aber wo? Mit Hilfe von Marsbeben berechnete ein Team nun, wo auf dem Mars drei Einschläge stattfanden.
Der Mars in einer digitalen Illustration

Seismische Wellen, aufgezeichnet vom Mars-Lander InSight, verrieten Fachleuten die Orte von drei frischen Einschlagkratern auf der Marsoberfläche. Ein Team um Raphael F. Garcia von der Université de Toulouse konnte den zwischen Februar und September 2021 gemessenen Signalen anschließend sichtbare Impaktspuren zuordnen. Wie die Arbeitsgruppe in »Nature Geoscience« schreibt, fanden sich in den hochauflösenden Bildern des Mars Reconnaissance Orbiter an allen drei Orten Zonen dunklen Materials, das in Fotos vor den jeweiligen Einschlägen zuvor nicht da war. Einen vierten frischen Einschlag konnte sie später weiteren von InSight aufgezeichneten Signalen zuordnen.

Ein auf dem Mars einschlagender Himmelskörper erzeugt auf mehrere Arten Marsbeben, die der Lander InSight messen kann. Zum einen entsteht durch den Einschlag auf der Erdoberfläche ein kleines Marsbeben, zum anderen erzeugen einschlagende Meteoroide bei ihrem Weg durch die Atmosphäre heftige Explosionen, Airbursts genannt. Auch die dabei entstehenden Schallwellen übertragen sich zum Teil auf den Boden – eigentlich hätte InSight auch Sensoren, um den Schall direkt zu messen, die waren aber ausgeschaltet, um Energie zu sparen.

Da Schall- und Bebenwellen sich verschieden schnell ausbreiten, geben die Unterschiede zwischen ihren Ankunftszeiten Aufschluss über die Entfernung zur Quelle. Zusätzlich sind die Wellen polarisiert – sie haben eine bevorzugte Schwingungsrichtung, die verrät, woher die Welle ungefähr kommt. Mit Hilfe dieser Daten lässt sich nach Angaben der Arbeitsgruppe auf zehn Prozent genau bestimmen, wie weit der Ursprung der Wellen vom Lander entfernt ist – die Richtung auf 5 bis 60 Grad genau, je nachdem wie stark das Signal ist.

Kombiniert man dann die Messungen vom Einschlag und den zugehörigen Airbursts, lässt sich der Einschlagort über die Flugbahn genauer eingrenzen. Die Bilder des Mars Reconnaissance Orbiter zeigen, dass die entstandenen Krater etwa vier bis zwölf Meter groß sind. Die Meteoroiden wogen beim Einschlag noch einige Dutzend Kilogramm, hatten aber bei den Airbursts erhebliche Teile ihrer Masse verloren. Es ist allerdings nicht die Aufgabe von InSight, Details solcher Einschläge zu enthüllen. Eigentlich nutzt die Sonde die bei solchen Treffern entstehenden Erdbebenwellen, um mehr über den inneren Aufbau des Mars zu erfahren.

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