Überraschung! Der erste Blick in den Mars zeigt eine Kruste mit kuchenartigen Schichten
Die InSight-Mission der NASA hat endlich einen Blick in den Mars geworfen – und entdeckt, dass die Kruste des Planeten aus drei Schichten bestehen könnte. Dies ist das erste Mal, dass Wissenschaftler das Innere eines anderen Planeten als der Erde direkt untersuchen und Forschern dabei helfen, herauszufinden, wie sich der Mars im Laufe der Zeit gebildet und entwickelt hat.
Vor dieser Mission hatten Forscher nur die inneren Strukturen der Erde und des Mondes gemessen. „Diese Informationen fehlten bisher auf dem Mars“, sagte Brigitte Knapmeyer-Endrun, Seismologin an der Universität zu Köln, in einem aufgezeichneten Vortrag, der auf dem virtuellen Treffen der American Geophysical Union am 15. Dezember gespielt wurde. Sie lehnte ein Interview mit Nature ab und sagte, dass die Arbeit zur Veröffentlichung in einem von Experten begutachteten Journal in Betracht gezogen werde.‚Marsquakes‘ enthüllen die verborgene Geologie des roten Planeten
Dies ist eine wichtige Erkenntnis für InSight, das im November 2018 auf dem Mars gelandet ist, um die interne Struktur des Planeten zu ermitteln 1 . Der InSight-Lander hockt in der Nähe des Marsäquators auf einer glatten Ebene, die als Elysium Planitia bekannt ist, und verwendet ein äußerst empfindliches Seismometer, um die geologische Energie zu hören, die durch den Planeten 2 dröhnt . Bisher hat die Mission mehr als 480 „Marsbeben“ entdeckt, sagt Bruce Banerdt, der Hauptforscher der Mission und Wissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornien. Der Mars ist weniger seismisch aktiv als die Erde, aber mehr als der Mond.
Genau wie bei Erdbeben auf der Erde verwenden Seismologen Marsbeben, um die innere Struktur des roten Planeten abzubilden. Seismische Energie wandert in zwei Arten von Wellen durch den Boden. Durch 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 sich die einzelnen Wellen zusammensetzen. Diese grundlegenden geologischen Schichten zeigen, wie sich der Planet vor Milliarden von Jahren bei der feurigen Geburt des Sonnensystems abgekühlt und gebildet hat. „Wir haben jetzt genug Daten, um einige dieser großen Fragen zu beantworten“, sagt Banerdt.
Die kontinentale Erdkruste ist im Allgemeinen in Unterschichten verschiedener Gesteinsarten unterteilt. Forscher hatten vermutet, wussten aber nicht genau, dass die Marskruste ebenfalls geschichtet war, sagt Justin Filiberto, ein Planetengeologe am Lunar and Planetary Institute in Houston, Texas. Die Daten von InSight zeigen nun, dass es entweder aus zwei oder drei Schichten besteht.
Eine dreischichtige Kruste passt am besten zu geochemischen Modellen 3 und Studien über Marsmeteoriten, sagt Julia Semprich, Planetenwissenschaftlerin an der Open University in Milton Keynes, Großbritannien.Der ‚Marsquake‘-Jäger bereitet sich darauf vor, auf dem roten Planeten zu landen
Je nachdem, ob die Kruste tatsächlich zwei oder drei Schichten hat, ist sie entweder 20 oder 37 Kilometer dick, sagte Knapmeyer-Endrun während ihres Vortrags. 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 Krustenstärke zwischen 5 und 10 Kilometern unter den Ozeanen und zwischen 40 und 50 Kilometern unter den Kontinenten.
In den kommenden Monaten planen InSight-Wissenschaftler, Messungen zu melden, die noch tiefer im Mars durchgeführt wurden, sagt Banerdt – und enthüllen letztendlich Informationen über den Kern und den Mantel des Planeten.
Neben dem Hören von Marsquakes besteht das andere große wissenschaftliche Ziel von InSight darin, den Wärmefluss durch den Marsboden mit einer Sonde zu messen, die als Maulwurf bezeichnet wird. Es sollte sich tief im Boden vergraben, hat sich aber darum bemüht – irgendwann sogar ganz aus dem Boden herausgesprungen. Der Maulwurf hat es endlich geschafft, sich mehrere Zentimeter tief zu machen, sagt Banerdt, und wird in den kommenden Wochen ein letztes Mal versuchen zu graben, bevor er aufgibt. „Wir sind jetzt bei dem, was wir für das Endspiel halten“, sagt er.doi: https://doi.org/10.1038/d41586-020-03562-0
Original Text auf Englisch:
Surprise! First peek inside Mars reveals a crust with cake-like layers
NASA’s InSight mission yields the first data on the internal structure of a planet other than Earth.
NASA’s InSight mission has finally peered inside Mars — and discovered that the planet’s crust might be made of three layers. This is the first time scientists have directly probed the inside of a planet other than Earth, and will help researchers to unravel how Mars formed and evolved over time.
Before this mission, researchers had measured only the interior structures of Earth and the Moon. “This information was missing, until now, from Mars,” said Brigitte Knapmeyer-Endrun, a seismologist at the University of Cologne in Germany, in a prerecorded talk played at the virtual American Geophysical Union meeting on 15 December. She declined an interview with Nature, saying that the work is under consideration for publication in a peer-reviewed journal.‘Marsquakes’ reveal red planet’s hidden geology
It is a major finding for InSight, which landed on Mars in November 2018 with a goal of working out the planet’s internal structure1. The InSight lander squats near the martian equator, on a smooth plain known as Elysium Planitia, and uses an exquisitely sensitive seismometer to listen to geological energy thrumming through the planet2. So far, the mission has detected more than 480 ‘marsquakes’, says Bruce Banerdt, the mission’s principal investigator and a scientist at the Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, California. Mars is less seismically active than Earth, but more so than the Moon.
Just as they do with earthquakes on Earth, seismologists are using marsquakes to map the red planet’s interior structure. Seismic energy travels through the ground in two types of wave; by measuring the differences in how those waves move, researchers can calculate where the planet’s core, mantle and crust begin and end, and the general make-up of each one. Those fundamental geological layers reveal how the planet cooled and formed billions of years ago at the fiery birth of the Solar System. Now, “we have enough data to start answering some of these big questions”, says Banerdt.
Earth’s continental crust is generally divided into sublayers of different types of rock. Researchers had suspected, but didn’t know for sure, that the martian crust was also layered, says Justin Filiberto, a planetary geologist at the Lunar and Planetary Institute in Houston, Texas. Now, InSight’s data show that it is made up of either two or three layers.
A three-layered crust would fit best with geochemical models3 and studies of martian meteorites, says Julia Semprich, a planetary scientist at the Open University in Milton Keynes, UK.‘Marsquake’ hunter prepares to land on the red planet
Depending on whether the crust actually has two or three layers, it is either 20 or 37 kilometres thick, Knapmeyer-Endrun said during her talk. That thickness probably varies at different locations around the planet, but is likely to be no greater than 70 kilometres on average, she added. On Earth, the crustal thickness varies from around 5 to 10 kilometres beneath the oceans, to around 40 to 50 kilometres beneath the continents.
In the coming months, InSight scientists plan to report measurements taken even deeper in Mars, says Banerdt — ultimately revealing information about the planet’s core and mantle.
Along with listening to marsquakes, InSight’s other big scientific goal is to measure heat flow through the Martian ground using a probe dubbed the mole. It was meant to bury itself deep in the soil, but has struggled to do so — at one point even popping out of the ground altogether. The mole has finally managed to get itself several centimetres deep, says Banerdt, and will try digging one final time in the coming weeks before giving up. “We’re at what we consider to be the end game now,” he says.doi: https://doi.org/10.1038/d41586-020-03562-0
Der „Maulwurf“ der NASA InSight ist außer Sicht
Der InSight-Lander der NASA arbeitet weiter daran, seinen „Maulwurf“ – einen 16 Zoll langen (40 Zentimeter langen) Rammen und eine Wärmesonde – tief unter die Marsoberfläche zu bringen. Eine Kamera am Arm von InSight hat kürzlich Bilder des jetzt teilweise ausgefüllten „Maulwurfslochs“ aufgenommen, in denen nur die Wissenschaftsleine des Geräts gezeigt ist, die aus dem Boden herausragt.
In die Leine eingebettete Sensoren messen die vom Planeten fließende Wärme, sobald der Maulwurf mindestens 3 Meter tief gegraben hat. Das Missionsteam hat daran gearbeitet, dass der Maulwurf mindestens bis zu dieser Tiefe gräbt, damit er die Temperatur des Mars messen kann.
Der Maulwurf wurde so konstruiert, dass lockerer Boden um ihn herum fließt und Reibung gegen seinen äußeren Rumpf erzeugt, so dass er tiefer graben kann. Ohne diese Reibung springt der Maulwurf einfach an Ort und Stelle, während er in den Boden hämmert. Der Boden, auf dem InSight gelandet ist, unterscheidet sich jedoch von dem, auf den frühere Missionen gestoßen sind: Während des Hämmerns haftet der Boden zusammen und bildet eine kleine Grube um das Gerät herum, anstatt um es herum zusammenzufallen und die erforderliche Reibung bereitzustellen.
Nachdem sich der Maulwurf letztes Jahr beim Hämmern unerwartet aus der Grube zurückgezogen hatte, legte das Team die kleine Schaufel am Ende des Roboterarms des Landers darauf, um ihn im Boden zu halten. Jetzt, da der Maulwurf vollständig in den Boden eingebettet ist, kratzen sie mit der Schaufel zusätzlichen Boden darüber und drücken diesen Boden ab, um mehr Reibung zu erzielen. Da es Monate dauern wird, bis genügend Erde eingepackt ist, wird der Maulwurf voraussichtlich erst Anfang 2021 wieder hämmern.
„Ich bin sehr froh, dass wir uns von dem unerwarteten ‚Pop-out‘-Ereignis erholen konnten, das wir erlebt haben, und den Maulwurf tiefer als je zuvor bekommen konnten“, sagte Troy Hudson, der Wissenschaftler und Ingenieur am Jet Propulsion Laboratory der NASA, der die Arbeit leitete um den Maulwurf zum Graben zu bringen. „Aber wir sind noch nicht ganz fertig. Wir wollen sicherstellen, dass sich genug Erde auf dem Maulwurf befindet, damit er ohne Hilfe des Arms selbstständig graben kann.“
Der Maulwurf wird offiziell als HP 3 ( Heat Flow and Physical Properties Package) bezeichnet und wurde von der Deutschen Weltraumorganisation (DLR) gebaut und der NASA zur Verfügung gestellt. JPL in Südkalifornien leitet die InSight-Mission. Lesen Sie mehr über die jüngsten Fortschritte des Maulwurfs in diesem DLR-Blog .
Mehr über die Mission
JPL verwaltet InSight für die Direktion für Wissenschaftsmissionen der NASA. InSight ist Teil des Discovery-Programms der NASA, das vom Marshall Space Flight Center der Agentur in Huntsville, Alabama, verwaltet wird. Lockheed Martin Space in Denver baute das InSight-Raumschiff, einschließlich der Kreuzfahrtbühne und des Landers, und unterstützt den Raumfahrzeugbetrieb für die Mission.
Eine Reihe europäischer Partner, darunter das französische Centre National d’Études Spatiales (CNES) und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), unterstützen die InSight-Mission. CNES stellte der NASA das Instrument Seismic Experiment for Interior Structure ( SEIS ) zusammen mit dem Hauptforscher am IPGP (Institut de Physique du Globe de Paris) zur Verfügung. Wesentliche Beiträge für SEIS kamen von IPGP; das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Deutschland; die Eidgenössische Technische Hochschule (ETH Zürich) in der Schweiz; Imperial College London und Oxford University im Vereinigten Königreich; und JPL. Das DLR stellte das Paket Wärmefluss und physikalische Eigenschaften ( HP 3) zur Verfügung) Instrument mit bedeutenden Beiträgen des Weltraumforschungszentrums (CBK) der Polnischen Akademie der Wissenschaften und der Astronika in Polen. Das spanische Centro de Astrobiología (CAB) lieferte die Temperatur- und Windsensoren.
Quelle: https://mars.nasa.gov/news/8776/nasa-insights-mole-is-out-of-sight/?site=insight
Christian Dauck 