Marslander InSight heeft op de rode planeet seismische activiteit gemeten. De bescheiden bevingen wijzen er mogelijk op dat er ook tektonische activiteit (het schuiven van platen) is op Mars. Dat schrijven wetenschappers van onder meer Cornell University en ETH Zürich in een reeks artikelen in wetenschappelijke tijdschriften, die gisteren verschenen.

InSight landde eind november 2018 op Mars en na een opstartperiode plaatste een robotarm een maand later het belangrijkste meetinstrument in het rode stof: SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure).

Deze seismometer (te zien op de foto hieronder) dient om trillingen in de bodem te meten. Daaruit willen de onderzoekers meer leren over de opbouw van de Marsbodem. Nu de eerste resultaten geanalyseerd zijn, kunnen zij – voorzichtig – de eerste uitspraken doen.
 

Een beving per dag

Dat begint met het aantal seismische gebeurtenissen; tot nu toe heeft het meetapparaat op Mars meer dan 450 bevingen gemeten, ongeveer één per dag. Daarvan zijn er 174 geanalyseerd en meegenomen in de reeks artikelen in Nature Geoscience die nu is verschenen.

Wat de onderzoekers direct opviel, is dat Marsbevingen lijken op aardbevingen, maar doorgaans minder heftig zijn. De tot nu toe waargenomen bevingen duren tien tot twintig minuten. Dat is relatief lang, merken de onderzoekers op. Vermoedelijk komt dit doordat de trillingen aan de Marskorst worden verstrooid.
 

Foto van meetinstrument SEIS, genomen door een camera aan boord van InSight. De witte koepel dient om het gevoelige meetinstrument af te schermen van zon en wind. Foto JPL/NASA

 

Lastig interpreteren

Het is lastig om de gemeten trillingen goed te interpreteren, waarschuwt hoogleraar Domenico Giardini van de ETH in Zürich in een persbericht. ‘In veel van de gevallen kunnen we alleen de sterkte van de beving bepalen en niet de richting waar de golven vandaan komen.’

Dat gold wel voor de drie sterkste gemeten bevingen. Die kwamen alle drie uit een gebied op Mars dat Cerberus Fossae heet, en dat zich op zo’n 1500 kilometer van de Marslander bevindt. Dit is een tektonische vallei die het gevolg is van het gewicht van een vulkaan. Hieruit concluderen de onderzoekers voorzichtig dat op Mars ook bevingen worden veroorzaakt door tektonische activiteit, het verschuiven van ondergrondse platen.

 

Tweedeling

In de 174 geanalyseerde bevingen is een tweedeling waar te nemen. Aan de ene kant heeft SEIS 24 bevingen gemeten van lage frequentie met sterktes tussen 3 en 4 (op een schaal die vergelijkbaar is met die van Richter, die op aarde wordt gebruikt). De 150 andere bevingen zijn minder hevig, vinden meer aan de oppervlakte plaats en hebben hogere frequenties.

Het meten van bevingen op Mars is geen sinecure. De Marslander InSight staat weliswaar stevig op een zanderige bodem in een voormalige inslagkrater, maar overdag kan het er gemeen hard waaien, wat ruis veroorzaakt op de seismometer. De meeste geslaagde metingen zijn dan ook gedaan in de nacht, als de wind is gaan liggen.

Het doen van metingen op Mars dient om theorieën over het binnenste van de planeet te toetsen. Onderzoekers hebben talloze modellen opgesteld van hoe Mars van binnen is opgebouwd en de verwachting is dat dankzij de seismische metingen een paar van die modellen bij het grofvuil kunnen. Tegelijk worden van de betere modellen de onzekerheden kleiner.

Seismische golven planten zich voort door de korst en de mantel van Mars. Omdat ze daarbij afbuigen en worden verstrooid aan afwijkende lagen gesteente, kunnen seismische metingen informatie opleveren over de interne structuur van Mars.
 

 

Atmosfeer van Mars

Tegelijk met het nieuws over de Marsbevingen, verschenen er ook artikelen over een ander meetinstrument op Marslander InSight: de Auxiliary Payload Sensor Suite (APSS). Dit apparaat doet juist metingen aan de atmosfeer van Mars.

Ook hier komen interessante dingen naar voren. Zo zijn de dagelijkse wisselingen van temperatuur en (lucht)druk veel sterker dan op aarde. ‘De atmosfeer van Mars is zo dun dat hij veel sneller opwarmt en afkoelt dan die van de aarde’, zegt Don Banfield van de Amerikaanse Cornell University in een persbericht van zijn universiteit. Dit was al bekend (want gemeten door langsvliegende sondes), maar nu is er voor het eerst ter plaatse aan gemeten.
 

Stofstormen

Ook heeft de APSS stofstormen gemeten; een verschijnsel dat regelmatig voorkomt op Mars en dat grote invloed heeft op het klimaat van de planeet. Soms nemen die stormen de gedaante aan van kleine wervelwinden, zogeheten stofhozen, die ook op aarde voorkomen.

Ook pikten de sensoren een bijzonder verschijnsel op: een soort zwaartekrachtgolven in de lucht, die worden veroorzaakt door dichtheidsverschillen in pakketjes lucht. Ook dit verschijnsel komt op aarde voor, maar ‘we proberen nog steeds te begrijpen wat deze golven ons kunnen leren over Mars’, aldus Banfield.

Ten slotte pikte de APSS een heel laag geluid op, een gerommel van ongeveer 10 hertz. Dat is zo laag dat het menselijk oor het niet zou kunnen horen. Banfield: ‘We hadden wel verwacht dat we zogeheten infrasound zouden meten, maar dit is de eerste echte meting eraan. Wat het geluid veroorzaakt is nog een mysterie, maar we blijven zoeken.’


Openingsbeeld: Illustratie van de Marslander InSight, met linksvoor het seismische meetinstrument SEIS.