© Nicolas Sarter für IPGP
Dank einer detaillierten Analyse der sowohl orbitalen als auch seismologischen Daten der zwei wichtigsten seismischen Ereignisse, die während der InSight-Mission auf dem Mars (in Betrieb von Ende 2018 bis Ende 2022) aufgezeichnet wurden, beleuchtet ein Forscherteam des IPGP (Universität Paris Cité / CNRS) und ihre Kollegen einen deutlichen Anstieg der Anzahl von Staublawinen rund um die beiden Epizentren.
Das erste untersuchte Ereignis, genannt S1000a, ist ein Meteoriteneinschlag, der am 18. September 2021 stattfand und ein Erdbeben mit einer lokalen Marsmagnitude von 4.1 erzeugte, wobei ein Krater mit einem Durchmesser von etwa 150 Metern gebildet wurde. Der Vergleich der orbitalen Bilder vor und nach diesem Ereignis zeigt eine beeindruckende Menge an neuen Staublawinen um das Epizentrum herum, innerhalb eines Radius von 20 km, verursacht durch eine starke Oberflächenbeschleunigung.
Das zweite Ereignis, genannt S1222a, ereignete sich am 4. Mai 2022 und stellt das größte jemals auf dem Mars festgestellte Erdbeben dar, mit einer Magnitude von 4.7. Lokalisiert in der Nähe des Vulkans Apollinaris, nahe der crustalen Dichotomie des Mars, liegt sein Epizentrum wahrscheinlich in einer Tiefe von weniger als 20 km, obwohl seine Energie etwa 25 Mal größer ist als die des Erdbebens S1000a. Beim Vergleich der Studie aller seit 2005 verfügbaren orbitalen Daten des roten Planeten mit den hochauflösenden Orbitalbildern dieses zweiten Erdbebens stellten die Forscher fest, dass die Lawinenrate von 3% (was bedeutet, dass für 100 bestehende Lawinen, 3 neue innerhalb eines marsianischen Jahres, d.h. 687 Erdtage, auftreten) auf 40% nach dem Erdbeben für bestimmte Gebiete anstieg.
Die kausale Verbindung zwischen diesem Erdbeben und dem Auslösen von Lawinen erscheint umso klarer, da einerseits keine Stürme in dem Zeitraum auftraten, der von den Bildern vor und nach dem Erdbeben abgedeckt wird, und andererseits die Hänge, auf denen sich diese Lawinen bildeten, keine bevorzugte Orientierung zeigen, nicht einmal die der dominanten Süd-Nord-Winde, die in dieser Region aufgezeichnet wurden.
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© Nicolas Sarter (Illustration) / Antoine Lucas (Animation).
Aufgrund dieses Ergebnisses haben die Wissenschaftler anschließend versucht, die Lokalisation des Epizentrums des seismischen Ereignisses S1222a zu verfeinern, basierend auf bestimmten Gesetzen, die auf der Erde verwendet werden und die Verteilung von Erdrutschen und Lawinen in Abhängigkeit von den Epizentren der Erdbeben interpretieren, die sie ausgelöst haben. Die so erhaltene Position ermöglicht den Forschern zwei verschiedene Interpretationen bezüglich des Mechanismus, der dem Erdbeben zugrunde liegt. Die erste Theorie schlägt vor, dass die seismische Aktivität mit einem alten Vulkan, Apollinaris Patera, in Verbindung stehen könnte, obwohl es unwahrscheinlich ist, dass er noch aktiv ist. Die zweite Hypothese suggeriert, dass eine große geologische Struktur, ein Rücken von 450 km Länge, der sich unmittelbar neben der erhaltenen Epizentralposition befindet, für das Erdbeben verantwortlich sein könnte.
Diese Arbeiten eröffnen den Weg für zukünftige Forschungen, insbesondere um besser zu verstehen, wie die seismische Aktivität des Mars die Oberflächen- und Unterflächenprozesse beeinflussen kann. Darüber hinaus zeigt diese Studie, dass die Analyse von Oberflächenprozessen uns helfen kann, die Mechanismen hinter der aktuellen Sismizität des roten Planeten besser zu verstehen.
Referenzen:
A. Lucas, I.J. Daubar, M. Le Teuff, C. Perrin, T. Kawamura, L. Posiolova, P. Lognonné, S. Rodriguez, D. Giardini, G. Sainton, A. Mangeney, A. McEwen, Möglicherweise seismisch ausgelöste Lawinen nach dem S1222a Marsbeben und dem S1000a Einschlagereignis, Ikarus, Bd. 411, 2024, 115942, DOI: 10.1016/j.icarus.2023.115942.
Datensatz im IPGP Research Collection: Lucas, Antoine; Daubar, J. Ingrid; Le Teuff, Manon; Perrin, Clément; Kawamura, Taichi; Posiolova, Liliya; Lognonné, Philippe; Rodriguez, Sébastien; Giardini, Domenico; Sainton, Grégory; Mangeney, Anne; McEwen, Alfred, 2024, "Lawinenkatalog in Verbindung mit dem S1222a Marsbeben", https://doi.org/10.18715/IPGP.2024.lr68kbwy, IPGP Research Collection, V1.