Dieses Mosaik besteht aus mehr als 100 Bildern, die von der NASA-Raumsonde Viking 1 aufgenommen wurden, die von 1976 bis 1980 um den Mars kreiste. Die Narbe im Zentrum des Planeten ist das riesige Canyonsystem der Valles Marineris (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech)
Meteoriteneinschläge pfeffern den Mars bis zu 10-mal häufiger als bisher angenommen. Dies geht aus zwei neuen Forschungsarbeiten hervor, in denen die seismischen Schockwellen dieser Einschläge identifiziert wurden, die von der inzwischen eingestellten NASA-Landeeinheit Mars InSight entdeckt wurden.
Die neue Häufigkeit ist erschütternd. Demnach ereignen sich auf dem Roten Planeten zwischen 180 und 260 Einschläge pro Jahr, und diese Objekte können mindestens so groß wie Basketbälle werden und Acht-Meter-Krater in den Boden schlagen. Insgesamt ist die Einschlagsrate zwei- bis zehnmal höher als vorhergesagt, je nach Größe des Impaktors. Und einige der von InSight entdeckten neuen Einschläge waren groß: So berichtet eine der Studien von zwei großen Einschlägen, die im Abstand von 97 Tagen erfolgten und jeweils einen Krater von der Größe eines Fußballfeldes ausspülten.
„Einen Einschlag dieser Größenordnung würden wir vielleicht alle paar Jahrzehnte, vielleicht sogar einmal im Leben erwarten, aber hier haben wir zwei davon, die etwas mehr als 90 Tage auseinander liegen“, sagte Ingrid Dauber von der Brown University, die eine der Studien leitete, in einer Erklärung.
Dauber ist skeptisch, dass es sich bei diesen Einschlägen nur um Zufälle handelt, und hält es für wahrscheinlicher, dass die Einschlagsrate auf dem Mars generell höher ist als von den Planetenforschern angenommen.
Bei beiden Studien wurde das Seismometer-Instrument SEIS auf InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) verwendet, um die Einschläge zu erkennen. InSight zeichnete vier Jahre lang seismische Daten auf, während derer SEIS auf der Marsoberfläche aktiv war (zwischen Dezember 2018 und Dezember 2022). Es ist nicht einfach, die seismische Schockwelle eines Einschlags von all den anderen seismischen Bewegungen auf dem Roten Planeten zu unterscheiden. Daher verglich Daubers Team die seismischen Daten mit Bildern von scheinbar neuen Kratern, die der Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) der NASA aus der Umlaufbahn aufgenommen hatte, um die Erschütterungen mit tatsächlichen Einschlägen in Verbindung zu bringen.
Anhand der MRO-Bilder identifizierte Daubers Team acht neue Einschlagskrater, die von SEIS entdeckte „Marsbeben“ verursacht hatten. Sechs dieser Krater befanden sich in der Umgebung der Landestelle von InSight in Elysium Planitia. Die beiden größeren Einschläge, die im Abstand von 97 Tagen stattfanden, bildeten Krater, die weiter entfernt sind. Bei diesen beiden Ereignissen handelt es sich um die größten frischen Einschläge auf dem Mars in der Geschichte der robotergestützten Erkundung des Roten Planeten.
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Einige der neuen Einschlagskrater, die vom Mars Reconnaissance Orbiter entdeckt wurden, nachdem sie Marsbeben verursacht hatten, die vom Seismometer von InSight erfasst wurden. (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/Universität von Arizona)
Die zweite Studie unter der Leitung von Natalia Wojcicka vom Imperial College London geht davon aus, dass allein auf der Grundlage der Daten von SEIS jedes Jahr zwischen 280 und 360 Einschläge von der Größe eines Basketballs stattfinden. Die geschätzte Aufprallrate in jeder Studie, die unabhängig voneinander und mit leicht unterschiedlichen Methoden berechnet wurde, stimmt jedoch überein, was die Richtigkeit der Ergebnisse unterstreicht.
Das Aufspüren von Einschlägen auf diese Weise ist eine wichtige neue Fähigkeit, denn bisher konnten Planetenforscher neue Einschläge nur durch den Vergleich von Vorher-Nachher-Bildern der Marsoberfläche aus der Umlaufbahn aufspüren und feststellen, ob neue Krater entstanden waren. Dies war, wie Sie sich vorstellen können, sehr ineffizient. Die seismischen Daten verleihen den Bemühungen um die Messung dieser Einschläge eine neue Dimension. Darüber hinaus haben die Ergebnisse Konsequenzen, die sich auf die Untersuchung aller anderen festen Körper in unserem Sonnensystem auswirken könnten.
Planetenoberflächen haben keine Quittung, die besagt, wie lange es her ist, dass sie entstanden sind, oder wann sie zuletzt von Lava bedeckt waren. Stattdessen müssen Wissenschaftler das Alter der Oberflächen anhand der Anzahl der Krater berechnen, die diese Oberflächen bedecken; je mehr Krater es gibt, desto älter muss die Oberfläche sein. Ein klassisches Beispiel dafür finden wir auf unserem Mond. Das alte Mondhochland, das etwa so alt ist wie der Mond selbst, ist mit Kratern übersät, während das Mondmare, eine vulkanische Ebene, die bis zu einer Milliarde Jahre jünger ist, viel weniger Krater aufweist.
Eine künstlerische Darstellung von InSight auf der Marsoberfläche. Man sieht das Seismometer, das vor der Sonde auf dem Boden steht. (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech.)
Die Datierung von Planetenoberflächen setzt jedoch voraus, dass die Wissenschaftler die Einschlagsraten genau im Griff haben, und die neuen Daten vom Mars deuten darauf hin, dass wir das vielleicht nicht haben. Wenn die Einschlagsrate auf dem Mars höher ist, als wir dachten, dann könnten einige Planetenoberflächen jünger sein als bisher angenommen, weil sie ihre Krater in einem kürzeren Zeitraum gebildet haben könnten.
„Indem wir seismische Daten nutzen, um besser zu verstehen, wie oft Meteoriten auf dem Mars einschlagen und wie diese Einschläge die Oberfläche verändern, können wir beginnen, eine Zeitleiste der geologischen Geschichte und Entwicklung des Roten Planeten zu erstellen“, so Wojcicka in einer Erklärung. „Man könnte es als eine Art ‚kosmische Uhr‘ betrachten, die uns dabei hilft, die Marsoberfläche zu datieren und später vielleicht auch andere Planeten im Sonnensystem.“
Dauber geht noch weiter und sagt, dass die höhere Einschlagsrate nicht nur „Auswirkungen auf das Alter und die Entwicklung der Oberfläche [des Mars] hat“, sondern dass „wir dadurch einige der Modelle überdenken müssen, die die Wissenschaft zur Schätzung des Alters von Planetenoberflächen im gesamten Sonnensystem verwendet.“
Daubers Team veröffentlichte seine Ergebnisse am 28. Juni in der Zeitschrift Science Advances, während die Ergebnisse von Wojcickas Team zur gleichen Zeit in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht wurden.
