Diese Heterogenitäten wären das Ergebnis von Differenzierungsprozessen, die über 4 Milliarden Jahre alt sind, und wurden durch die Daten des NASA-Landers InSight und seines Seismometers SEIS aufgedeckt, das in Frankreich unter der wissenschaftlichen Leitung des Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP, Université Paris Cité/CNRS) mit Unterstützung der CNES und europäischer Partner entwickelt wurde.
Darstellung der Entwicklung des Mars von einem heftigen Einschlag vor über 4 Milliarden Jahren bis zum Planeten, wie wir ihn heute kennen.
@vadimsadovski / Imperial College London
Alte heterogene Fragmente unter der Oberfläche verteilt
Bei der Untersuchung von acht hochfrequenten Marsbeben haben die Forscher Anomalien in der Ausbreitung ungewöhnlich langsamer seismischer Wellen festgestellt, die die Präsenz von Heterogenitäten von 1 bis 4 km im Mantel aufdecken, die die Ausbreitung seismischer Wellen beim Kontakt mit diesen kilometergroßen Fragmenten "bremsen".
Indem sie die Zeit zurückverfolgten, kamen die Forscher zu dem Schluss, dass diese Heterogenitäten, deren Größe sich im Laufe der Zeit allmählich verringert hat, von sehr alten Prozessen stammen könnten, die möglicherweise mit Asteroiden zusammenhängen, die in der Frühzeit des Sonnensystems mit dem Mars kollidierten.
Beim Aufprall auf die Planetenoberfläche könnten diese Asteroiden Magmaozeane erzeugt haben, deren Verfestigung Heterogenitäten in der Zusammensetzung geschaffen hätte. Diese Einschläge hätten auch alte Fragmente von Kruste und Lithosphäre in den tiefen Mantel mitgerissen.
Auf der Erde recycelt die Plattentektonik ständig die ozeanische Kruste und die Lithosphäre, die durch Konvektion allmählich mit anderen alten Heterogenitäten vermischt werden. Auf dem Mars hingegen, wo die Plattentektonik fehlt und die Mantelkonvektion weniger kräftig ist, kann diese ständige Wiederaufbereitung nicht stattfinden, und die Durchmischung ist weniger effektiv. Die Tatsache, dass diese feinen Strukturen überleben konnten und heute noch sichtbar sind, zeigt, dass der Mars nicht die gleiche Entwicklung durchlaufen hat wie unser Planet.
"Wir haben noch nie das Innere eines Planeten mit einem solchen Detaillierungsgrad beobachtet", erklärt Constantinos Charalambous (Imperial College). "Der Marsmantel ist mit antiken Fragmenten übersät, deren Erhaltung von der langsamen und wenig kräftigen Entwicklung des Roten Planeten zeugt."
"Das Überleben dieser Fragmente über Milliarden von Jahren konvektiver Durchmischung liefert auch wertvolle Informationen über die Rheologie des Marsmantels.", präzisiert Henri Samuel, Forscher am CNRS (IPGP/UPC) und Mitautor der Studie. "Der Marsmantel wäre steifer als auf der Erde, was die Verformung und Vermischung alter Heterogenitäten begrenzt."
"Diese Ergebnisse bestätigen, dass der Mars ein einzigartiges geologisches Gedächtnis bewahrt, während die Erde durch ihre aktive Tektonik ähnliche Spuren ihrer Vergangenheit ausgelöscht hat", fügt Thomas Pike (Imperial College), Mitautor der Studie, hinzu.