Vulkanismus: Anzeichen neuerer Aktivitäten auf dem Mars

Der Mars galt bisher als geologisch toter Planet. Doch nun deuten seismische Wellen darauf hin, dass seine Oberfläche noch immer von Vulkanismus geprägt wird. Das fand ein internationales Forschungsteam heraus.

Seismische Wellen von mehr als 1300 Beben auf dem Mars haben Seismologen und Geophysiker der ETH Zürich seit 2018 registriert. Damals war im Rahmen der InSight Mission der Nasa das Seismometer SEIS auf der Marsoberfläche installiert worden. Es konnten sowohl kleinere als auch größere Beben festgestellt werden. Eine genauere Analyse des Orts und der spektralen Eigenschaften dieser Marsbeben ergab nun eine kleine Sensation: Die Beben deuten nämlich darauf hin, dass es immer noch vulkanische Aktivitäten auf dem roten Planeten gibt. Sie alle hatten ihren Ursprung in den Cerberus Fossae, einer aus Gräben und Brüchen bestehenden Region auf dem Mars.

Niederfrequente Beben deuten auf warme Quellen hin

Aus den seismischen Daten schlossen die Forschenden, dass die niedrigfrequenten Beben auf eine potenziell warme Quelle hindeuten. Ihr Erklärungsmodell: Es muss in neuerer Zeit geschmolzene Lava, sprich Magma, unter der Marsoberfläche gegeben haben – sowie vulkanische Aktivitäten auf dem Mars. Zentrum der wissenschaftlichen Beobachtung war dabei der innerste Teil des Grabensystems der Cerberus Fossae, wo die Beben wohl größtenteils stattfanden.

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Ein Abgleich der seismischen Daten mit Aufnahmen des entsprechenden Bereichs ergab, dass es dunklere Ascheablagerungen nicht nur in der Hauptwindrichtung, sondern rund um die Cerberus Fossae herum gibt. „Der dunklere Farbton dieser Asche weist neuere vulkanische Aktivität nach, die vielleicht innerhalb der letzten 50 000 Jahre aufgetreten ist. Das ist geologisch gesehen relativ jung“, erklärt Simon Stähler, der Erstautor eines soeben in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlichten Artikels. Stähler ist leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter der von Domenico Giardini geleiteten Gruppe Seismologie und Geodynamik am Institut für Geophysik der ETH Zürich.

Seismologische Untersuchung auf der Marsoberfläche

Für ihre Untersuchungen stützen sich die Forscher auf die Auswertung von Daten aus dem Seismometer. „SEIS ist das empfindlichste je auf einem anderen Planeten installierte Seismometer“, sagt Domenico Giardini. „Es bietet Geophysikern und Seismologen die Möglichkeit, mit aktuellen Daten zu arbeiten, die aufzeigen, was gerade auf dem Mars passiert, und zwar sowohl auf der Oberfläche als auch im Inneren.“ Zusammen mit Aufnahmen aus der Umlaufbahn bieten die seismischen Daten verlässliche wissenschaftliche Hinweise.

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Unser Nachbarplanet Mars liefert auch Erkenntnisse für das Verständnis ähnlicher geologischer Prozesse auf der Erde. Der Rote Planet ist der einzige uns bekannte Planet, dessen Kern aus Eisen, Nickel und Schwefel besteht, die möglicherweise einst Teil eines Magnetfelds waren. Topografische Erkenntnisse deuten zudem darauf hin, dass der Mars früher über große Wassermengen und eine potenziell dichtere Atmosphäre verfügte. Noch heute gibt es gefrorenes Wasser an den Polkappen des Planeten, wenn auch wahrscheinlich größtenteils als Trockeneis. „Auch wenn es noch viel zu entdecken gibt, ist der Nachweis eines möglichen Magmavorkommens auf dem Mars spannend“, sagt dazu Anna Mittelholz, die als Postdoc an der ETH Zürich und der Harvard University tätig ist.