Nasa-Sonde „InSight“ löst Rätsel um Kern des Mars - fr.de

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  VonTanja Banner

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Wie ist der Mars in seinem Innern aufgebaut? Ist sein Kern flüssig oder fest? Diese Fragen beschäftigen die Forschung schon lange. Die Nasa-Mission „InSight“ hilft.

Zürich - Der Mars ist der Nachbarplanet der Erde – trotzdem birgt der Planet noch sehr viele Rätsel und Geheimnisse. Eines dieser Rätsel wurde nun gelüftet: Forschende haben herausgefunden, wie der rote Planet in seinem Inneren beschaffen ist. Von der Erde weiß man, wie sie aufgebaut ist: Sie hat eine dünne Kruste (festes Gestein), dann folgt der dicke Erdmantel (zähflüssiges, schweres Gestein) und zuletzt der Erdkern, der aus Eisen und Nickel besteht, wobei der äußere Erdkern flüssig und der innere Erdkern fest ist. Doch ist das bei anderen Gesteinsplaneten genauso?

Die Antwort auf diese Frage hat die Mars-Mission „InSight“, an der neben der US-Raumfahrtorganisation Nasa mehrere europäische Organisationen beteiligt sind, geliefert. „Seismische Daten bestätigen, dass der Mars einst wohl vollständig geschmolzen war und sich heute in eine Kruste, einen Mantel und einen Kern unterteilt hat, die sich aber von der Erde unterscheiden“, erklärt Amir Khan von der ETH Zürich in einer Mitteilung der Universität.

Das Innere des Mars: Nasa-Mission „InSight“ hilft beim Vermessen

Seit Ende 2019 erforscht die Mars-Mission „InSight“ den roten Planeten. Im Gegensatz zu Nasa-Rovern wie „Curiosity“ oder „Perseverance“ steht „InSight“ still, es handelt sich um einen Lander, der an seinem Landeplatz unter anderem ein Seismometer aktiviert hat, um Marsbeben zu messen. Insgesamt 733 Beben hat „InSight“ bisher auf dem Mars gemessen, 35 davon wurden für drei Studien ausgewertet, die nun zeigen, wie das Innere des Mars aufgebaut ist:

• Kruste des Mars: Sie ist dünner als erwartet und besteht aus zwei bis drei Schichten. Besteht sie aus zwei Schichten, ist sie 20 Kilometer tief, besteht sie aus drei Schichten, reicht die Kruste bis in eine Tiefe von 37 Kilometern.
• Mantel des Mars: Der Mantel des roten Planeten reicht bis 1560 Kilometer unter die Oberfläche und ist dünner als erwartet.
• Mars-Kern: Der Kern des Mars hat einen Radius von 1830 Kilometern und ist flüssig. Er ist größer als erwartet.

Nasa-Mission „InSight“: Mars-Kern ist größer als erwartet

Vor allem für den Kern des Mars interessiert sich die Wissenschaft. „Diese Studie ist eine einmalige Chance“, zitiert die Nasa den Schweizer Forscher Simon Stähler (ETH Zürich), der Hauptautor des Papers zum Mars-Kern ist. „Wissenschaftler haben hunderte von Jahren gebraucht, um den Erdkern zu vermessen; nach den Apollo-Missionen hat es vierzig Jahre gedauert, um den Mondkern zu vermessen.“ „InSight“ dagegen habe nur zwei Jahre gebraucht, um den Kern des Mars zu vermessen, so Stähler weiter.

Für die Forschenden überraschend: Der Mars-Kern ist gut 200 Kilometer größer, als man bei der Planung der „InSight“-Mission vor 15 Jahren erwartet hatte. Mithilfe des Radius kann nun die Dichte des Kerns berechnet werden: „Ist der Kernradius groß, muss die Dichte des Kerns relativ niedrig sein“, so Stähler. Neben Eisen und Nickel müssen im Kern auch große Anteile leichterer Elemente vorhanden sein – beispielsweise Schwefel, Sauerstoff, Kohlenstoff und Wasserstoff. Allerdings müsste deren Anteil unerwartet groß sein, woraus der Schluss folgt, dass die Zusammensetzung des Mars noch nicht völlig verstanden ist, heißt es in der Mitteilung der ETH Zürich. Eins ist jedoch nun klar: Der Kern des Mars ist – wie bereits vermutet wurde – flüssig.

„InSight“ misst Erdbeben auf dem Mars – Die verraten den inneren Aufbau

Um zu diesen Erkenntnissen zu kommen, schauten sich die Forschenden die Marsbeben-Signale an, die „InSight“ aufzeichnete. Die Marsbeben verlaufen wellenförmig – ändert sich der Weg oder die Geschwindigkeit der Welle, lässt das Rückschlüsse auf das Material zu, durch das die Welle sich bewegt.

Schicht des Planeten	Mars | Erde
Radius	3389,5 km | 6371 km
Kruste	bis zu 37 km | 15 bis 20 km
Mantel	bis 1560 km | bis 2900 km
Kern	1830 km | 3500 km

Nasa-Mission „InSight“ misst Marsbeben – Forschende warten auf „großes“ Beben

Bisher wurden nur Marsbeben mit Magnituden zwischen 3,0 und 4,0 ausgewertet, das Seismometer auf dem Mars misst jedoch täglich neue Beben. Die Wissenschaftler:innen hoffen, vor dem Ende der „InSight“-Mission ein Beben mit einer Stärke größer als 4,0 zu entdecken. „Ein größeres Beben würde die Forschung einfacher machen“, betont Mark Panning vom Jet Propulsion Laboratory der Nasa und Co-Autor der Studie zur Mars-Kruste.

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Die neuen Erkenntnisse zum inneren Aufbau des Mars sollen der Forschung dabei helfen, herauszufinden, wie Gesteinsplaneten – dazu zählt neben dem Mars auch die Erde, Venus und Merkur – entstanden sind. Die Studien zu Mars-Kruste, -Mantel und -Kern sind im Fachjournal Science erschienen. (Tanja Banner)

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