Immer wieder registriert die Marssonde »InSight« Beben auf dem roten Planeten: Hunderte Erschütterungen hat das Gerät seit 2018 aufgezeichnet, obwohl unser Nachbar geotektonisch als eher zahm gilt. Am 4. Mai 2022 detektierte sie schließlich das stärkste bislang gemessene Marsbeben. Mit einer Magnitude von 4,7 war es zugleich das stärkste je auf einem anderen Planeten nachgewiesene Beben. Caroline Beghein von der University of California in Los Angeles und ihr Team legten nun neue Details zu diesem Beben in den »Geophysical Research Letters« vor.

Das Beben dauerte mehr als vier Stunden und setzte fünfmal mehr Energie frei als bei jedem zuvor aufgezeichneten Ereignis dieser Art auf dem Mars. Verglichen mit Erschütterungen auf der Erde fiel es schwach aus, dennoch reichte die freigesetzte Energie aus, um seismische Oberflächenwellen rund um gesamten Mars zu senden. Erstmals konnte damit dieses Phänomen auf unserem Nachbarn aufgezeichnet werden.

»Das Seismometer an Bord von InSight hat schon Tausende von Marsbeben aufgezeichnet, aber noch nie ein so starkes, und es dauerte mehr als drei Jahre seit der Landung bis zu diesem Ereignis«, sagt Beghein. »Dieses Beben hat verschiedene Arten von Wellen erzeugt, darunter zwei Arten, die in der Nähe der Oberfläche auftraten: die so genannten Love- und Rayleigh-Wellen. Nur Rayleigh-Wellen wurden bisher auf dem Mars beobachtet, und zwar nach zwei Einschlägen, jedoch nie während eines Marsbebens.«

Die Analyse dieser Daten hilft dabei, das Innere des roten Planeten zu entschlüsseln, weshalb der Nachweis und die Untersuchung dieses Marsstarkbebens besonders wichtig ist. Darüber lassen sich beispielsweise Rückschlüsse auf den Aufbau, die Zusammensetzung und die Temperaturen im Inneren des Planeten ziehen. Die Messungen zeigten, dass sich die Scherwellen in der Kruste schneller bewegen, wenn Gesteine zwischen 10 und 25 Kilometer Tiefe in einer Richtung nahezu parallel zur Planetenoberfläche schwingen, als wenn die Gesteine in vertikaler Richtung vibrieren. »Diese Information über die Wellengeschwindigkeit hängt mit den Verformungen im Inneren der Kruste zusammen«, so Beghein. »Wechselnde vulkanische Gesteine und Sedimentschichten, die vor langer Zeit abgelagert wurden, oder ein sehr großer Einschlag, etwa eines Meteoroiden, sind höchstwahrscheinlich die Ursache für die von uns beobachteten seismischen Messungen.«

Die Scherwellen bewegen sich in den südlichen Hochlandgebieten des Mars zudem schneller als in den nördlichen Tieflandgebieten. Die nördliche Halbkugel liegt niedriger und ist mit Kratern übersät. Ein großer Einschlag im Tiefland war bisher die vorherrschende Theorie, um diese Unterschiede zu erklären. Die neuen Daten deuten darauf hin, dass in dieser Region dicke Sedimentschichten mit vielen Poren geben dürfte. Darin eingeschlossenes Gas bremst die seismischen Wellen dann stark ab.