Die Anatomie eines Planeten | ETH Zürich

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Seit dem Zeitpunkt Herkunft 2019 nach sich ziehen Forschende im Rahmen dieser InSight-Mission Marsbeben aufgezeichnet und ausgewertet. Möglich gemacht hat dasjenige ein Seismometer, dessen Datenerfassungs- und Steuerungselektronik an dieser ETH Zürich entwickelt wurde. Mit Hilfe dieser Datenmaterial nach sich ziehen die Forschenden nun Kruste, Mantel und Obstkern des roten Planeten vermessen – Datenmaterial, die helfen werden, die Entstehung und Evolution des Planeten und somit wenn schon des ganzen Sonnensystems zu erschliessen.

roter Planet einst vollwertig geschmolzen

Von dieser Schutzleiter weiss man, dass sie aus Schalen aufgebaut ist: Hinauf eine dünne Kruste aus leichtem, festem Gestein verfolgen dieser dicke Erdmantel aus schwerem, zähflüssigem Gestein und darunter dieser Erdkern, dieser grösstenteils aus Fe und Nickel besteht. Für den terrestrischen Planeten und damit wenn schon beim roter Planet wurde ein ähnlicher Gerüst vermutet. «Nun ratifizieren seismische Datenmaterial, dass dieser roter Planet einst wohl vollwertig geschmolzen war und sich heute in eine Kruste, vereinigen Mantel und vereinigen Obstkern unterteilt hat, die sich zwar von dieser Schutzleiter unterscheiden», sagt Amir Khan, Wissenschaftler am Institut zu Händen Geophysik dieser ETH Zürich und am Physik-Institut dieser Universität Zürich. Er analysierte zusammen mit seinem ETH-Kollegen Simon Stähler Datenmaterial dieser US-Raumfahrtbehörde-Mission InSight, an dieser die ETH Zürich unter dieser Rohrfernleitung von Professor Domenico Giardini beteiligt ist.

Keine Plattentektonik uff dem roter Planet

Die Forschenden nach sich ziehen herausgefunden, dass die Marskruste unter dem Landeplatz dieser Sonde in dieser Nähe des Marsäquators eine Festigkeitsgrad von 15 solange bis 47 Kilometer hat. Eine solch dünne Kruste muss vereinigen relativ hohen Proportion an radioaktiven Elementen enthalten, welches die bisherigen Modelle zur chemischen Zusammensetzung dieser gesamten Kruste infrage stellt.

Unter dieser Kruste folgt dieser Mantel mit dieser Lithosphäre aus festerem Gestein, die solange bis in eine Tiefsinn von 400 solange bis 600 Kilometern reicht, doppelt gemoppelt so tief wie uff dieser Schutzleiter. Dies könnte daran liegen, dass es uff dem roter Planet heute nur eine einzige Kontinentalplatte gibt, im Kontrast zur Schutzleiter mit ihren sieben grossen, in politische Bewegung befindlichen Reifenpanne. «Die dicke Lithosphäre passt gut zum Muster vom roter Planet denn ‘One-Plate-Planet’», fasst Khan zusammen.

Die Messungen zeigen zudem, dass dieser Marsmantel mineralogisch dem oberen Erdmantel gleicht. «So gesehen ist dieser Marsmantel eine simplere Version des Erdmantels», so Khan. Die Seismologie enthüllt zwar wenn schon Unterschiede in dieser chemischen Zusammensetzung. Dieser Marsmantel enthält zum Sichtweise viel mehr Fe denn jener dieser Schutzleiter. Wie kompliziert man sich die Schichtung des Marsmantels vorstellen muss, hängt zwar wenn schon von dieser Grösse des darunterliegenden Kerns ab und wenn schon hier gelangten die Forschenden zu neuen Erkenntnissen.  

Dieser Obstkern ist schuldenfrei und grösser denn erwartet

Dieser Kernradius beträgt nämlich rund 1840 Kilometer und ist damit gut 200 Kilometer grösser, denn man vor 15 Jahren zusammen mit dieser Planung dieser InSight-Mission aufgrund dieser geringen Dichtheit des Planeten vermutet hatte. Die Grösse des Kerns konnte nun mithilfe seismischer Wellen neu kalkuliert werden. «Schluss dem jetzt bestimmten Radius können wir die Dichtheit des Kerns in Rechnung stellen», erklärt Simon Stähler.

«Ist dieser Kernradius gross, muss die Dichtheit des Kerns relativ tief sein», so sein Fazit. «Dieser Obstkern muss mithin – neben Fe und Nickel – wenn schon vereinigen grossen Proportion leichterer Elemente enthalten.» In Frage kommen Schwefel, zwar wenn schon Sauerstoffgas, Kohlenstoff und Wasserstoff, sehr wohl müsste deren Proportion unerwartet gross sein. Die Forschenden schliessen daraus, dass die Zusammensetzung des gesamten Planeten noch nicht völlig verstanden ist. Die aktuellen Untersuchungen ratifizieren jedoch, dass dieser Obstkern – wie vermutet – schuldenfrei ist, wenn schon wenn dieser roter Planet heute übrig kein Magnetfeld mehr verfügt.

Mit unterschiedlichen Wellenformen zum Ziel

Die neuen Resultate erzielten die Forschenden durch die Fazit verschiedener seismischer Wellen, die zusammen mit Zittern entstehen. «Schon früher konnten wir zusammen mit den InSight-Datenmaterial die unterschiedlichen Wellen sehen und wussten deswegen, wie weit weg von dieser Sonde ebendiese Bebenherde uff dem roter Planet waren», sagt Giardini. Um irgendetwas übrig die intern Struktur von Planeten sagen zu können, braucht es wenn schon Bebenwellen, die an oder unterhalb dieser Oberfläche oder am Obstkern reflektiert werden. Nun gelang es den Forschenden erstmals, solche Bebenwellen uff dem roter Planet zu messen und zu zergliedern.

«Die InSight-Mission war eine einmalige Gelegenheit, ebendiese Datenmaterial zu zusammenfassen», so Giardini. Dieser Datenstrom wird in einem Jahr enden, wenn die Solarzellen des Landers nicht mehr genügend Strom produzieren. «Doch wir sind mit dieser Schätzung aller Datenmaterial noch Menorrhagie nicht zu Finale – dieser roter Planet gibt uns noch viele Rätsel uff, vor allem die Frage, ob er sich zur gleichen Zeit und aus demselben Werkstoff wie unsrige Schutzleiter weltmännisch hat.» Insbesondere wichtig sei, zu verstehen, wie die intern Heftigkeit des roter Planet zum Verlust des aktiven Magnetfeldes und des gesamten Oberflächenwassers führte. «Dies ermöglicht uns, zu erahnen, ob und wie ebendiese Prozesse uff unserem Planeten vonstatten gehen könnten», erklärt Giardini. «Deswegen sind wir uff dem roter Planet, um seine Lehre vom Körper zu untersuchen.»

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