Wissenschaftler verwenden das Umgebungsgeräusch des Mars, das vom Seismometer an Bord des InSight-Landers der NASA aufgezeichnet wurde, um die unterirdischen Schichten des Planeten zu kartieren. Der Seismograph hat Forschern bereits geholfen, seismische Aktivitäten zu analysieren, um besser zu verstehen, was tief unter der Marsoberfläche liegt. Doch während dies ihnen half, ein Profil der Kruste, des Mantels und des Kerns des Planeten zu erstellen, verriet es nicht viel über die unmittelbaren unterirdischen Schichten. Diese sind jedoch unerlässlich, um den Roten Planeten als Ganzes zu verstehen, und hier ist das Studium der Umgebungsgeräusche praktisch.
Der InSight-Lander landete vor etwas mehr als drei Jahren, am 26. November 2018, auf dem Mars, nachdem er am 5. Mai von der Vandenberg Air Force Base in Kalifornien an Bord einer Atlas V-401-Rakete der United Launch Alliance gestartet war. Es trug einen Seismographen, der seitdem mehrere Marsbeben oder Erdbeben auf dem Mars aufgezeichnet hat. Die Daten der seismischen Aktivität haben einige Antworten auf die Zusammensetzung des Marskerns geliefert, aber die Forscher sagen jetzt, dass sie auch die unterirdischen Schichten des Planeten kartieren konnten, indem sie die vom Instrument gesammelten Umgebungsgeräuschdaten analysierten.
Während die seismischen Aktivitäten auf dem Mars den Forschern ein Verständnis für den Aufbau des Planeten lieferten, lieferten sie nicht genügend Daten darüber, wie der Boden direkt unter der Oberfläche aussieht. Letzte Woche veröffentlichten Forscher eine Studie in der Zeitschrift Natur, und beschreibt, wie es ihnen gelungen ist, Daten aus den Wechselwirkungen des Windes mit Marsmerkmalen zu extrahieren, um eine Vorstellung von den unmittelbaren unterirdischen Schichten des Roten Planeten zu bekommen. Warum Wind das einzige Ding war, das Umgebungsgeräusche auf dem Mars bot, ist die Antwort einfach. Die meisten von den seismisches Rauschen auf der Erde wird entweder durch den Wind, die Ozeane oder menschliche Aktivitäten erzeugt. Da dem Mars jedoch aus offensichtlichen Gründen zwei dieser Geräuschquellen fehlen, ist der Wind die wichtigste Quelle für Umgebungsgeräusche auf dem Roten Planeten.
Laut der Studie half die Analyse der Schwingungen des Windes und seiner Wechselwirkungen mit der Mars-Topographie den Wissenschaftlern, die “flache Struktur des Mars” am InSight-Landeplatz. Der Bericht beschreibt weiter, wie schwierig es war, abzuleiten, welche Daten zu prüfen und welche abzulehnen waren. Laut dem Bericht wurden die besten Daten am frühen Abend zur Marszeit erhalten, als die Winde gedämpft genug waren, um korrekte Messwerte zu liefern. Zu anderen Zeiten führten starke Winde dazu, dass die meisten Vibrationen aus der Interaktion des Windes mit dem Lander selbst resultierten.
Die Analyse legt nahe, dass der Untergrund am InSight-Landeplatz bis zu drei Meter Regolith (Sand) an der Oberfläche aufweist, gefolgt von Lockergestein für die nächsten 20 Meter. Darunter befinden sich Schichten von Lavaströmen, die durch Sedimente in einer Tiefe von etwa 30 bis 75 Metern geteilt werden. Wissenschaftler glauben, dass die Studienergebnisse ihnen helfen werden, die drei Milliarden Jahre des Roten Planeten besser zu verstehen und den Menschen zu Gute kommen, wenn sie möglicherweise in den kommenden Jahrzehnten endlich auf dem Mars landen.